EMI 필터링에 대한 질문

Sep 13 2020

나는 사람들이 페라이트 비드를 사용하여 전원 공급 장치를 전환 할 때 EMI를 억제하는 것을 보았습니다. 최근에 저자가 EMI 노이즈를 줄이기 위해 스위칭 전원 공급 장치를 성공적으로 리모델링 한 다음 블로그 게시물 을 보았습니다. 어느 시점에서 그는 다음과 같이 논평합니다.

이러한 종류의 RF 간섭을 억제하기 위해 페라이트 비드를 사용하는 것이 일반적이지만, 특히 낮은 주파수 (예 : AM 방송은 말할 것도없고 160 미터 및 80 미터와 같은 낮은 HF 대역)에서 많은 도움이 될 것 같지 않습니다. 밴드) 이러한 장치는 상당한 양의 임피던스를 추가 할 수있는 충분한 인덕턴스를 추가 할 수 없기 때문입니다. 이러한 주파수 (예 : 10MHz 미만)에서는 페라이트 덩어리를 여러 번 켜서 양의 작은 움푹 들어간 부분도 만들기 위해 충분한 리액턴스를 추가합니다. 전도 간섭!

내 질문은 저자가 옳은지 아닌지입니다. 나는 EMI 필터링의 페라이트 비드가 손실 요소로 작용하고 RF 에너지를 열로 전환한다는 것을 읽었습니다. 저자는 이것을 고려하는 것을 잊고 RF에서 인덕터의 높은 임피던스 만 고려 했습니까? 그럼에도 불구하고 그의 전략이 효과가 있었기 때문에 혼란 스럽습니다.

편집 : 그러나 다른 햄이 페라이트 비드를 사용하여 SMPS를 성공적으로 구축하고 테스트하는 것을 보았습니다. 여기에 링크가 있고 여기에 회로가 있습니다 . 물론 그는 아주 소수의 페라이트 비드를 사용했습니다.

답변

12 JulianGerber Sep 13 2020 at 17:28

저는 30MHz 이상부터 다양한 EMC 표준을 통과해야하는 여러 스위칭 전원을 설계했으며, 페라이트 비드는 100MHz 이상의 주파수에서 우수하지만 모든 비드가 동일하게 생성되지는 않는다고 말할 수 있습니다. 낮은 주파수의 경우, 특히 1206 및 더 큰 크기, 특히 완전히 쓸모가 없다는 것을 알았습니다. 파이 필터 배열의 최신 낮은 ESR 세라믹 커패시터 (비드 직렬, 양쪽 끝에서 GND 캡)

3 가지 이유에서 놀랍게도 잘 작동합니다.

비드는 손실이없는 작은 계열의 인덕턴스를 추가합니다 (여기서 높은 계열 인덕턴스로 올바른 비드를 선택하면 많은 도움이됩니다).
그들은 작은 직렬 저항을 추가합니다. 이 결합 된 임피던스는 여전히 10MHz의 주파수를 상당히 감쇠시킬 수 있습니다.
단순히 비드를 제공하기 만하면 모든 것을 더 좁은 단일 경로를 통해 라우팅해야하며 이는 일반적으로 레이아웃에 도움이됩니다.

이전 설계에서는 DC2DC 컨버터와 동일한 인덕터를 사용하여 단순히 파이 필터를 만들곤했습니다. 이는 스위칭 주파수가 낮은 구형 전원을 필터링하고 (BOM 비용을 낮춤) 최대 몇 MHz의 노이즈에 대해 잘 작동하지만 선택한 인덕터의 SRF에 접근하면 효율성이 떨어지는 것처럼 보이지만 물론 필터의 나머지 절반을 제공하기 위해 배선 인덕턴스에 의존하여 전원 입력 핀에서 100nF (필요한 경우 수백 볼트로 정격 된 경우에도) 세라믹으로 상당히 멀리 얻을 수 있습니다.

LTSpice는 다양한 Wurth 페라이트 비드의 우수한 모델을 보유하고있어 가장 작은 비드와 일부 낮은 ESR 캡으로도 어떤 감쇠를 달성 할 수 있는지 확인할 수 있습니다.

그러나 레이아웃은 매우 중요하며, 좋은 DC2DC 컨버터 IC는 레이아웃 조언에 많은 좋은 제안과 함께 제공됩니다.

9 SpehroPefhany Sep 13 2020 at 15:52

페라이트 비드는 상대적으로 낮은 주파수에서 그렇게 손실되지 않고 (작은, 몇 uH) 인덕터처럼 작동하며, 이는주의하지 않는 사람들의 함정이 될 수 있습니다.

VHF 및 더 높은 주파수에서 더 유용합니다. 에서 여기

8 DaveTweed Sep 13 2020 at 15:46

그가 맞아. 대부분의 페라이트 비드는 정격 100MHz 이상입니다. 그는 1-100MHz 범위에서 최소한의 영향을 미칩니다.

햄으로서 그는 그 범위에서 민감한 수신기를 작동하고 있기 때문에 많은 감쇠가 필요합니다.

3 analogsystemsrf Sep 13 2020 at 15:49

저역 통과 필터가 작동하려면 세 가지 요소가 필요합니다.

SERIES의 인덕터 없음 / DC 낮은 헤드 룸 비용으로 DC_current을 통과 할 수 있으며, 저항이 감쇠 제공 소자, 또는 저항, 인덕터 또는 병렬로 결합 된 R + L 중

다음으로

분로 소자, 캐패시터

SERIES 및 SHUNT 요소를 통해

그라운드 평면은 Ground_IN Ground_out 및 와이어 분리를 필요로했다.

10 옴과 10uF를 고려하십시오. time_constant는 100 uSec 또는 1,600 Hertz F3dB입니다. 이 낮은 F3dB는 이상적으로는 고주파수 Switch Reg 쓰레기 (아마 1.6MHz에서)를 60dB까지 감쇠시킵니다. 예, 아날로그 회로에 필요한 10mA Iddq에서 VDD_A는 이제 10mA * 10ohm = 0.1V 낮으므로 3.3V는 3.2V가되지만 대부분의 아날로그 회로는 0.1V 덜 VDD로 잘 작동합니다.

다음은 공급 헤드 룸을 사용하는 DC_series 저항이 있거나없는 필터의 주파수 응답을 제공하는 답변에 대한 링크입니다. 모든 답변을 읽어주세요.

바이 패스 커패시터 대 저역 통과 필터

경고 접지면에서 GROUND_IN, Ground_OUT 및 CAPACITOR_GROUND와 납땜 지점을 공유하지 마십시오. 좋은 감쇠를 위해 납땜 지점의 직경이 10 개 이상인 3 개의 납땜 지점을 잘 분리하십시오.

구리 호일 시트의 매우 낮은 저항에서 2_D 전류 흐름에 대해 알아야합니다.

1 Andyaka Sep 13 2020 at 16:11

내 질문은 저자가 옳은지 아닌지입니다.

저자는 FB가 주로 손실 구성 요소로 사용되는 것을 고려하지 않기 때문에 FB를 오해하거나 자신의 단어 선택이 게으르다 고 생각합니다. 그는 FB가 약간의 인덕턴스 이외의 저주파에서 파티에 많은 것을 가져다주지 않는다는 점에서 정확하지만 FB가 전부는 아닙니다.