Pergunta sobre filtragem EMI
Já vi pessoas usando contas de ferrite para suprimir a EMI de troca de fontes de alimentação. Recentemente, encontrei a seguinte postagem no blog em que o autor remodela com sucesso uma fonte de alimentação de comutação para reduzir o ruído EMI. A certa altura, ele faz o seguinte comentário.
É comum tentar usar contas de ferrite para suprimir a interferência de RF desse tipo, mas é muito improvável que ajude muito - particularmente em frequências mais baixas (por exemplo, bandas de HF mais baixas, como 160 e 80 metros, sem mencionar a transmissão AM banda) porque esses dispositivos simplesmente não podem adicionar indutância suficiente para adicionar uma quantidade significativa de impedância: Nessas frequências (digamos, abaixo de 10 MHz), leva várias voltas em um pedaço de ferrite para adicionar reatância suficiente para fazer até mesmo uma pequena dentadura na quantidade de interferência conduzida!
Minha pergunta é se o autor está certo ou não? Eu li que os grânulos de ferrite na filtragem EMI atuam como um elemento com perdas e transformam a energia de RF em calor. O autor esqueceu de considerar isso e considerou apenas a alta impedância de um indutor em RF? Estou confuso porque sua estratégia funcionou, no entanto
EDIT: Mas, eu vi outro presunto construir e testar com sucesso um SMPS usando contas de ferrite. Aqui está o link e aqui está o circuito. Claro que ele usou um punhado de contas de ferrite.
Respostas
Eu projetei uma série de fontes de comutação que tiveram que passar por vários padrões EMC começando em 30 MHz e acima, e posso dizer que os grânulos de ferrite são excelentes em frequências de 100 MHz e acima, mas nem todos os grânulos são criados iguais. Para frequências mais baixas, descobri que eles não são totalmente inúteis, especialmente o 1206 e os tamanhos maiores, esp. com capacitores de cerâmica de baixo ESR modernos em um arranjo de filtro pi (cordão em série, tampa para GND em cada extremidade).
Eles funcionam surpreendentemente bem por 3 razões:
- O cordão adiciona uma pequena série, sem perdas, indutância (e aqui, escolher o cordão correto com uma indutância de série alta ajuda muito)
- Eles adicionam uma pequena resistência em série. Essa impedância combinada ainda pode amortecer significativamente as frequências de 10 MHz.
- O simples fato de providenciar um cordão força você a encaminhar tudo por um caminho único e mais estreito, o que geralmente ajuda no layout.
Em projetos mais antigos, costumávamos simplesmente fazer um filtro pi usando o mesmo indutor do conversor DC2DC. Isso funciona bem para filtrar fontes mais antigas com frequências de chaveamento mais baixas (e mantém o custo de BOM baixo) e para até alguns MHz de ruído, mas parece cair em eficácia conforme você se aproxima do SRF do indutor que você escolheu - mas é claro você pode ir muito longe, por exemplo, com uma cerâmica de 100nF (mesmo se avaliada em centenas de volts, se necessário) nos pinos de entrada de energia, contando com a indutância da fiação para fornecer a outra metade do filtro.
O LTSpice tem modelos excelentes de diferentes grânulos de ferrite Wurth, que permitem que você veja qual atenuação pode ser alcançada até mesmo com o mais ínfimo dos grânulos e algumas cápsulas de baixo ESR.
O layout é crucial, entretanto, e um bom conversor DC2DC IC virá com uma variedade de boas sugestões nos conselhos de layout.
Os grânulos de ferrite nem mesmo apresentam perdas em frequências relativamente baixas; eles se comportam mais como um indutor (pequeno, alguns uH), o que pode ser uma armadilha para os incautos.
Eles são mais úteis em VHF e frequências mais altas. A partir daqui
Ele tem razão. A maioria dos grânulos de ferrite são classificados em 100 MHz e acima. Eles têm um impacto mínimo na faixa de 1 a 100 MHz, que é o que ele está interessado.
E uma vez que, como um presunto, ele opera receptores sensíveis nessa faixa, ele precisa de MUITA atenuação.
Filtros de passagem baixa precisam de TRÊS elementos para funcionar:
- um elemento SÉRIE , um resistor ou indutor ou R + L combinado em paralelo que permite que o indutor passe a corrente DC sem / baixo custo de headroom DC, e o resistor fornece amortecimento
então em
- um elemento SHUNTING , o capacitor
com os elementos SERIES e SHUNT construídos sobre
- um plano GROUND , necessário para a separação dos fios Ground_IN e Ground_out.
Considere 10 ohms e 10uF. O time_constant é 100 uSec, ou 1.600 Hertz F3dB. esse F3dB baixo atenuará o lixo do Switch Reg de alta frequência (talvez a 1,6 MHz) em 60dB, idealmente. Sim, a 10mA Iddq necessários para seu circuito analógico, seu VDD_A agora é 10mA * 10 ohms = 0,1 volts mais baixo, portanto, 3,3 volts torna-se 3,2 volts, mas a maioria dos circuitos analógicos funcionam bem com 0,1 volt menos VDD.
Aqui está um link para uma resposta que fornece respostas de frequência de filtros com e sem amortecimento, com e sem resistência DC_series que usa reserva de alimentação. Leia todas as respostas, por favor.
Capacitor de bypass vs filtro passa-baixo
AVISO não compartilhe pontos de solda no plano de solo com GROUND_IN, Ground_OUT e CAPACITOR_GROUND. Para uma boa atenuação, tenha os TRÊS pontos de solda bem separados - pelo menos 10 diâmetros dos pontos de solda.
Perceba que você precisa aprender sobre os fluxos de corrente 2_D, na resistência muito baixa de uma folha de cobre.
Minha pergunta é se o autor está certo ou não?
O autor não está considerando que os FBs são usados predominantemente como um componente com perdas e, portanto, acho que ele não entendeu bem os FBs ou está sendo preguiçoso na escolha das palavras. Ele está correto ao dizer que os FBs não trazem muito para a festa em baixas frequências além de um pouco de indutância, mas não é para isso que os FBs são.
O autor esqueceu de considerar isso e considerou apenas a alta impedância de um indutor em RF?
Isso pode ser verdade, mas o uso do termo conta de ferrite não é útil.