TI의 능동 EMI 필터로 전원 공급 장치 설계의 크기를 대폭 줄일 수 있습니다.

오늘날 전자 설계는 전자기 간섭(EMI)의 영향을 점점 더 많이 받고 있습니다. 장치가 더 작고 밀도가 높아짐에 따라 공격자와 피해자 사이의 근접성으로 인해 더 큰 EMI가 발생합니다. EMI의 원인 중 하나는 잡음이 심한 것으로 악명 높은 스위치 모드 전원 공급 장치입니다. 이제 밀도가 높은 설계로 인해 이러한 전원 공급 장치의 영향이 더욱 뚜렷해지고 있습니다.

이러한 EMI 문제를 해결하기 위해 Texas Instruments는 이번 주에 더 작고 가벼운 EMI 설계를 가능하게 하는 두 개의 새로운 활성 EMI 필터 IC를 출시했습니다. 이 기사에서는 EMI 소스인 스위치 모드 전원 공급 장치, 능동 EMI 필터 및 Texas Instruments의 새로운 솔루션에 대해 설명합니다.

EMI 문제는 전자 회로 내에서 전류와 전압이 빠르게 변화하는 데서 발생합니다. 특히, 시스템 작동 중 dv/dt 및 di/dt로 인해 발생하는 서지 전류 및 피크 전압은 유도된 자기장 및 전기장을 유발하며, 이는 전도되거나 방사될 수 있으며 인근 트레이스 또는 전자 장치를 방해할 수 있습니다.

이러한 이해를 바탕으로 스위치 모드 전원 공급 장치가 EMI의 강력한 원인인 이유를 분명하게 알 수 있습니다.

스위치 모드 전원 공급 장치는 인덕터를 통해 전류를 조작하기 위해 트랜지스터의 급속 회전 ON 및 OFF에서 작동합니다. 이 트랜지스터를 신중하고 신속하게 ON 및 OFF함으로써 회로는 인덕터의 확장 및 축소 자기장을 활용하여 스위치 모드 전원 공급 장치가 잘 조정된 출력을 위해 입력 전압을 강압하거나 강화할 수 있도록 합니다.

그러나 전원 공급 장치의 이러한 빠른 ON 및 OFF 동작은 시스템에 큰 불연속 전류를 생성합니다. 고속 및 고전류 스위칭으로 인해 시스템의 충전 전류와 시스템 출력의 전압 리플로 인해 방사 및 전도 방출이 발생합니다.

스위치 모드 전원 공급 장치에 대한 EMI의 영향을 최소화하는 한 가지 방법은 능동형 EMI 필터(AEF)를 사용하는 것입니다.

인덕터와 커패시터를 사용하여 EMI 전류 경로에서 임피던스 불일치를 생성하는 수동 EMI 필터와 달리 능동 EMI 필터는 전원 공급 장치의 감지 잡음을 목표로 하고 보완 잡음을 생성하여 전체 EMI 효과를 상쇄합니다. 이를 위해 AEF는 피드백 체인에 일련의 보상 및 감쇠 구성 요소가 있는 네거티브 피드백 토폴로지의 감지 증폭기로 구성됩니다. 이러한 구성 요소는 함께 잡음 전압을 감지하고 이를 증폭하며 시스템에 취소 전류를 주입합니다.

AEF는 활성 특성으로 인해 탁월한 성능을 제공하고 수동 필터에 비해 면적과 부피를 크게 줄입니다. 실제로 기존 수동 필터와 비교하여 AEF는 수동 솔루션보다 면적이 거의 50% 더 작고 부피가 75% 더 작습니다.

이번 주 Texas Instruments는 스위치 모드 전원 공급 장치로 인해 발생하는 EMI를 작고 가볍게 필터링할 수 있도록 설계된 두 개의 새로운 독립형 활성 EMI 필터 IC를 출시했습니다.

새로운 제품군의 두 가지 주요 특징은 자동차 애플리케이션을 위한 TPSF12C1-Q1 및 TPSF12C3-Q1입니다. 독특하게도 이 제품군의 IC는 감지, 필터링, 이득 및 주입 단계뿐만 아니라 보상 및 보호 회로도 단일 패키지에 완전히 통합합니다. AEF의 용량성 증폭과 결합된 이러한 기능을 통해 TI는 EMI 필터의 크기를 크게 줄일 수 있었습니다. TI는 공통 모드 초크 인덕턴스 값이 최대 80% 감소한다고 주장합니다.

회사는 이러한 신제품이 보다 가벼운 자동차와 전자 장치의 미래를 위해 EMI 필터링을 공간 및 비용 효율적으로 구현하는 데 도움이 되기를 바라고 있습니다.