Электромагнитные помехи (ЭМИ) уже давно являются постоянной проблемой в работе электронных устройств, влияя как на стабильность излучающего устройства, так и на окружающее оборудование.Технология активной фильтрации EMI стала инновационным решением, активно уменьшая или устраняя электромагнитные помехи для повышения эффективности электромагнитной совместимости (ЭМК).

Традиционная EMI-фильтрация основана на пассивных компонентах, таких как резисторы (R), конденсаторы (C) и индукторы (L), расположенных в конфигурации RC, LC или RLC.В то время как эти пассивные фильтры предлагают простоту и экономичность, они имеют ограничения в некоторых применениях, особенно в отношении физических размеров и частотно-специфических характеристик.Активная EMI фильтрация использует активные электронные компоненты, такие как операционные усилители и транзисторы, в сочетании со стратегиями контроля, для обеспечения более гибкого и эффективного подавления ИМИ.Гибридные решения, которые интегрируют как активные, так и пассивные элементы, также набирают популярность для оптимального баланса производительности и затрат.

International regulatory bodies including the International Electrotechnical Commission (IEC) and Federal Communications Commission (FCC) enforce stringent EMC standards that define permissible electromagnetic radiation and conducted interference levelsЭти правила защищают основные услуги, такие как беспроводная связь и вещание от электронных перекрестных помех.Соответствие этим стандартам делает фильтры EMI незаменимыми компонентами для обеспечения надежной работы в сложных электромагнитных средах.

Оборудование для преобразования мощности, включая преобразователи постоянного тока, инверторы и выпрямители, является основным источником EMI из-за переключательных операций, которые генерируют высокочастотные транзиторы тока/напряжения.По мере распространения силовой электроники в промышленном и автомобильном секторах, спрос на активную фильтрацию EMI продолжает расти.с такими методами, как расширенный спектр часов и электромагнитная экранизация, широко используемые.

Вдохновляясь акустической активной аннулированием шума, активная EMI фильтрация работает, генерируя фазовые сигналы, чтобы противодействовать помехам.Стандартный активный фильтр EMI состоит из трех основных этапов:

• Стадия обнаружения:Выявляет шум EMI в схемах с использованием трансформаторов тока для высокочастотного тока или емкостных делителей для напряжения, точно повторяя характеристики звукового сигнала.
• Электронный этап:Процессы обнаружения сигналов посредством усиления и фазовой инверсии с использованием операционных усилителей, усилителей приборов или транзисторов.
• Стадия инъекции:Вводит обработанные сигналы обратно в схему с противоположной фазой для отмены, обычно через емкостные пути для трансформаторов тока или серии для напряжения.

Критический принцип проектирования гарантирует, что активные фильтры влияют только на высокочастотный шум без изменения работы постоянного тока или линейной частоты.

ЭМИ-шум проявляется в двух основных формах:

• Общий режим (CM):Шум, возникающий одновременно с одинаковой фазой на нескольких проводниках относительно земли.
• Дифференциальный режим (DM):Шум с противоположными фазами между проводниками.

Каждый тип требует различных топологий и конфигураций активных фильтров для эффективного подавления.

Активные фильтры EMI применяют два основных подхода контроля:

• Контроль обратной связи:Определяет шум на приемнике и генерирует компенсационные сигналы.
• Контроль обратной передачи:Выявляет шум у источника и производит противопоказания.

Каждая стратегия имеет уникальные преимущества, подходящие для различных операционных контекстов.

Потеря вставки (IL) служит основным показателем эффективности фильтра, рассчитанного в децибелах (dB) как:

IL = 20log₁₀(последнее слово)_безЅольшое дело._с(Там же)

где V_бези V_сБолее высокие значения ИЛ указывают на большую аттенуацию, в то время как значения ниже 1 означают нежелательное усиление шума.

По сравнению с пассивными альтернативами, активные фильтры EMI предлагают:

• Сниженная зависимость от характеристик импедантности системы
• Высокопроизводительная высокочастотная работа без больших пассивных компонентов

Тем не менее, они вводят конструктивные соображения, включая:

• Требования к внешним источникам питания
• Электронное управление стабильностью
• Требования к точности отмены шума

Благодаря тщательной оптимизации конструкции, активная EMI фильтрация обеспечивает эффективный путь к улучшению электромагнитной совместимости,повышение производительности устройств и надежности систем в все более сложных электронных средах.