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Lors de l'APEC en Floride, Texas Instruments a présenté une famille de circuits intégrés conçus pour réduire la taille des filtres anti-émission CEM en mode commun dans les convertisseurs de puissance secteur monophasés et triphasés et automobiles.

En principe, les circuits intégrés mettent en œuvre un circuit multiplicateur de capacité pour émuler les condensateurs Y dans une conception de filtre passif classique.

Ils le font en étant assis parmi des inductances et des condensateurs de filtre plus petits (diagramme du haut) tout en additionnant les composantes haute fréquence des tensions des deux ou quatre conducteurs d'alimentation alternative, puis en réinjectant un courant alternatif anti-phase dérivé de ces signaux dans le neutre.

Comparez le circuit actif avec ce circuit de filtre CEM passif conventionnel

"La capacité active effective est définie par le gain du circuit et la capacité d'injection", selon TI. « Les impédances de détection et d'injection du filtre CEM actif utilisent des valeurs de capacité relativement faibles avec de faibles empreintes de composants. »

Faites défiler vers le bas de cet article pour une discussion sur l'endroit où circulent exactement les courants dans ce schéma.

Quel que soit le mécanisme, le résultat, a déclaré TI, est un chemin à faible impédance pour le bruit en mode commun permettant « 15 à 25 dB de réduction du bruit CM sur, par exemple, 150 kHz à 3 MHz, contribuant ainsi à réduire la taille des selfs en mode commun ». . Il a également déclaré : « jusqu'à 30 dB entre 100 kHz et 3 MHz » et qu'ils sont capables de « contribuer à respecter les limites EMI CISPR 25 classe 5 pour les émissions conduites et rayonnées ».

La différence entre les versions monophasées et triphasées réside uniquement dans le nombre d'entrées fournies pour détecter les tensions – respectivement deux ou quatre (schéma de gauche , la version triphasée dispose de quatre résistances de charge d'entrée). Tous ces signaux sont additionnés en interne en un seul signal alternatif, qui est filtré de manière appropriée avant d'être réinjecté.

Les condensateurs de détection et d'injection (voir les schémas) doivent être des composants classés Y.

Les autres composants passifs de la sortie sont destinés à l'amortissement – ​​pour gérer la résonance entre l'inductance d'arrêt de mode commun encore nécessaire et la capacité d'injection – qui apparaissent dans le gain de la boucle active sous la forme d'une paire de zéros complexes.

Quatre appareils sont prévus : TPSF12C1 et TPSF12C3 pour les applications commerciales monophasées et triphasées, puis TPSF12C1-Q1 et TPSF12C3-Q1 pour l'usage automobile. La production en volume est prévue pour le deuxième trimestre 2023, avec l'apparition de circuits intégrés de filtre EMI actifs supplémentaires plus tard cette année.

Le fonctionnement est supérieur à 8 à 16V sur Vcc (18V supporté) et jusqu'à 105°C ambiant (jonction 150°C).

Les protections incluent un verrouillage en cas de sous-tension et un arrêt thermique, et il existe un pavé d'activation.

Ils « répondent aux exigences d'immunité aux surtensions de la norme CEI 61000-4-5, minimisant ainsi le besoin de composants de protection externes tels que des diodes de suppression de tension transitoire », a déclaré TI.

L'emballage est de 4,2 x 3,3 mm, 14 blocs SOT-23

Des applications sont prévues dans les chargeurs embarqués, les serveurs et les alimentations sans interruption.

Cette note d'application contient les informations les plus claires sur ces circuits intégrés et comprend un exemple de réduction de la taille d'un inducteur.

Mise à jour:Comment cela marche-t-il?

Electronics Weekly s'est entretenu avec Pradeep Shenoy de TI pour clarifier le fonctionnement de ce système.

La boucle de courant pour le signal correctif injecté se dirige, dans un sens, vers le signal neutre à l'intérieur du filtre, puis vers le Live via le condensateur X. Shenoy a précisé que le système pourrait tout aussi bien fonctionner avec une paire de condensateurs d'injection, l'un au neutre et l'autre au live.

Comme postulé dans une version antérieure de cet article et confirmé par Shenoy, la boucle de courant dans l'autre sens sort de la borne de terre du circuit intégré et retourne dans l'alimentation via le châssis/terre (étiqueté « PE » dans TI).schéma, reproduit ici).

La boucle est complétée par la self de mode commun de droite, qui transmet certainement suffisamment de signal pour que cela fonctionne, a déclaré Shenoy. Il a ajouté qu'en analysant le circuit, il ne faut pas oublier que le circuit intégré n'injecte pas à des fréquences basses telles que 50 ou 60 Hz.