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フロリダのAPECで、テキサス・インスツルメンツは、単相および三相主電源および車載用パワーコンバータのEMC防止コモンモードフィルタのサイズを縮小するように設計されたICファミリを発表しました。

原則として、IC は従来のパッシブ フィルター設計の Y コンデンサをエミュレートする容量乗算回路を実装します。

彼らは、より小さなフィルタのインダクタとコンデンサの間に座ってそれを行います（上図) 2 本または 4 本の AC 電源導体からの電圧の高周波成分を合計し、これらの信号から得られる逆相 AC 電流を中性点に注入します。

アクティブ回路とこの従来のパッシブEMCフィルタ回路を比較してください。

TI によれば、「実効アクティブ容量は、回路ゲインと注入容量によって設定されます。」 「アクティブ EMC フィルタの検出および注入インピーダンスは、コンポーネントの設置面積が小さい比較的低い静電容量値を使用します。」

このスキームで電流が正確にどこに流れるかについては、この記事の一番下までスクロールしてください。

メカニズムが何であれ、その結果、コモンモードノイズの低インピーダンスパスが実現し、「たとえば150kHzから3MHzにわたって15から25dBのCMノイズ低減が可能になり、コモンモードチョークのサイズを縮小するのに役立つ」とTIは述べた。 。 また、「100kHzと3MHzの間で最大30dB」であり、「伝導および放射妨害に対するCISPR 25クラス5のEMI制限を満たすのに役立つ」能力があるとも述べた。

単相バージョンと三相バージョンの違いは、電圧を検出するために提供される入力の数 (それぞれ 2 つまたは 4 つ) のみです (図左 、三相バージョンには 4 つの入力負荷抵抗があります)。 これらの信号はすべて内部で単一の AC 信号に加算され、再注入される前に適切にフィルタリングされます。

センスおよび注入コンデンサ (図を参照) は Y 評価のコンポーネントである必要があります。

出力上の他の受動部品はダンピング用であり、依然として必要なコモンモードチョークインダクタンスと注入容量の間の共振を管理するためのものであり、これらは複素ゼロのペアとしてアクティブループゲインに現れます。

計画されているデバイスは 4 つあります。単相および三相商用アプリケーション用の TPSF12C1 と TPSF12C3、次に車載用の TPSF12C1-Q1 と TPSF12C3-Q1 です。 量産は 2023 年の第 2 四半期に予定されており、追加のアクティブ EMI フィルタ IC は今年後半に登場します。

動作は、Vcc で 8 ～ 16V 以上 (18V 耐性)、周囲温度 105°C (接合部 150°C) で行われます。

保護機能には低電圧ロックアウトとサーマルシャットダウンが含まれており、イネーブルパッドもあります。

これらは「IEC 61000-4-5のサージ耐性要件を満たしており、過渡電圧抑制ダイオードなどの外部保護部品の必要性を最小限に抑えている」とTIは述べている。

パッケージは 4.2 x 3.3mm 14pad SOT-23

車載充電器、サーバー、無停電電源装置への応用が想定されています。

このアプリケーション ノートには、これらの IC に関する最も明確な情報が記載されており、インダクタのサイズ縮小の例も含まれています。

アップデート：これはどのように作動しますか？

Electronics Weekly は、この計画がどのように機能するかを明らかにするために TI の Pradeep Shenoy 氏にインタビューしました。

注入された補正信号の電流ループは、一方向にフィルター内のニュートラル信号に流れ、その後 X コンデンサーを介してライブ信号に流れます。 Shenoy氏は、この方式は、一方をニュートラルにし、他方をライブにする一対の注入コンデンサでも同様に機能する可能性があることを明らかにした。

この記事の以前のバージョンで仮定され、Shenoy によって確認されたように、逆方向の電流ループは IC のグランド端子から出て、シャーシ/グランド (TI の用語では「PE」というラベル) を通って電源に戻ります。図、ここに再現）。

ループは右側のコモンモードチョークを介して完了し、これが機能するのに十分な信号を確実に通過させるとシェノイ氏は述べた。 同氏は、回路を解析する際には、IC が 50 Hz や 60Hz などの低周波数では注入しないことに留意する必要があると付け加えました。

提案された回路では 13 個の受動部品が IC に接続されており、その多くはこの回路の安定性に影響を与えます (出力の 1 つが入力の 1 つに直接接続されているため、これは特に興味深い可能性があります)。 Electronics Weekly は、潜在的なユーザーはどこから始めるべきでしょうか?と尋ねました。

同氏は、関連する設計ツールがあり、この IC のユーザーにアプリケーション向けの一連の受動値を提供し、そこから固体の安定した回路を評価用に構築できると答えた。