Atualizado: Y

Na APEC na Flórida, a Texas Instruments apresentou uma família de ICs projetados para diminuir o tamanho dos filtros de modo comum antiemissão EMC em conversores de energia monofásica e trifásica e automotivos.

Em princípio, os ICs implementam um circuito multiplicador de capacitância para emular os capacitores Y em um projeto de filtro passivo convencional.

Eles fazem enquanto estão sentados entre indutores e capacitores de filtro menores (diagrama superior) enquanto soma os componentes de alta frequência das tensões dos dois ou quatro condutores de energia CA e, em seguida, injeta uma corrente CA antifase derivada desses sinais de volta ao neutro.

Compare o circuito ativo com este circuito de filtro EMC passivo convencional

"A capacitância ativa efetiva é definida pelo ganho do circuito e pela capacitância de injeção", de acordo com TI. "A detecção do filtro EMC ativo e as impedâncias de injeção usam valores de capacitância relativamente baixos com pegadas de componentes pequenos."

Role para baixo até o final deste artigo para uma discussão sobre onde exatamente as correntes fluem neste esquema

Qualquer que seja o mecanismo, o resultado, disse TI, é um caminho de baixa impedância para ruído de modo comum, permitindo "15 a 25dB de redução de ruído CM em, por exemplo, 150kHz a 3MHz, ajudando a reduzir o tamanho das bobinas de modo comum" . Ele também disse: "até 30dB entre 100kHz e 3MHz" e que eles são capazes de "ajudar a atender aos limites CISPR 25 Classe 5 EMI para emissões conduzidas e irradiadas".

A diferença entre as versões monofásica e trifásica é apenas o número de entradas fornecidas para detectar tensões - duas ou quatro, respectivamente (diagrama à esquerda , a versão trifásica possui quatro resistores de carga de entrada). Todos esses sinais são somados internamente em um único sinal CA, que é filtrado apropriadamente antes de ser reinjetado.

Os capacitores de detecção e injeção (ver diagramas) devem ser componentes com classificação Y.

Os outros componentes passivos na saída são para amortecimento - para gerenciar a ressonância entre a indutância de modo comum ainda necessária e a capacitância de injeção - que aparecem no ganho do loop ativo como um par de zeros complexos.

Existem quatro dispositivos planejados: TPSF12C1 e TPSF12C3 para aplicações comerciais monofásicas e trifásicas, depois TPSF12C1-Q1 e TPSF12C3-Q1 para uso automotivo. A produção em volume está programada para o segundo trimestre de 2023, com CIs de filtro EMI ativos adicionais aparecendo ainda este ano.

A operação é acima de 8 a 16 V em Vcc (18 V resistido) e acima de 105°C ambiente (junção de 150°C).

As proteções incluem bloqueio de subtensão e desligamento térmico, e há um bloco de habilitação.

Eles "atendem aos requisitos de imunidade a surtos IEC 61000-4-5, minimizando a necessidade de componentes de proteção externa, como diodos de supressão de tensão transiente", disse TI.

A embalagem é 4,2 x 3,3 mm 14pad SOT-23

Estão previstas aplicações em carregadores de bordo, servidores e fontes de alimentação ininterrupta.

Esta nota de aplicação contém as informações mais claras sobre esses CIs e inclui um exemplo de redução do tamanho do indutor.

Atualizar:Como é que isso funciona?

A Electronics Weekly conversou com Pradeep Shenoy, da TI, para esclarecer como esse esquema funciona.

O loop de corrente para o sinal corretivo injetado é, em uma direção, no sinal neutro dentro do filtro e, em seguida, para o ativo através do capacitor X. Shenoy esclareceu que o esquema também poderia funcionar com um par de capacitores de injeção, um para Neutro e outro para Vivo.

Conforme postulado em uma versão anterior deste artigo e confirmado por Shenoy, o loop de corrente na outra direção sai do terminal de aterramento do IC e volta para a fonte de alimentação através do chassi/terra (rotulado como 'PE' em TI'sdiagrama, reproduzido aqui).

O loop é concluído por meio do afogador de modo comum direito, que definitivamente passa sinal suficiente para que funcione, disse Shenoy. Ele acrescentou que, ao analisar o circuito, deve-se lembrar que o CI não injeta em baixas frequências como 50 ou 60Hz.