TI發布先進獨立式有源EMI濾波器IC，推動高密度電源設計發展

電子發燒友網報道（文/李寧遠）現在的電源設計中面臨著不少挑戰，如何降低EMI、如何提高功率密度、如何降低電流消耗、如何降低噪聲等等挑戰都在電氣系統設計中影響著電源整體的性能表現。

更低的EMI能夠最大限度地減少對其他系統組件的干擾，并簡化工程師的設計和質量評估流程。更高的功率密度則可以實現更多系統功能，同時降低系統成本。降低EMI并提高功率密度這二者一直是電源管理設計中很明確的方向。

隨著汽車、工業、HVAC等應用里電氣系統變得愈發密集，互連程度大幅提高，緩解電磁干擾EMI已成為工程師在系統設計時的一項關鍵考量，其設計的重要性不言而喻。設計緊湊、高效的EMI輸入濾波器是高密度開關穩壓器面臨的主要挑戰之一，對于在汽車、企業、航空航天等其他高度受限系統環境中實現電氣化的優勢至關重要。

得益于德州儀器（TI）研發實驗室Kilby Labs針對新概念和突破性想法的創新開發，德州儀器在2023年3月28日發布了獨立式有源EMI濾波器IC產品新系列。新系列的獨立式有源 EMI濾波器IC TPSF12C1/-Q1和TPSF12C3/-Q1可以在單相和三相交流電源系統中檢測和消除高達30dB的共模 EMI（頻率范圍為100kHz至3MHz）。工程師可以以此設計更小、更輕量和更經濟適用的解決方案，同時優化系統性能、效率和可靠性。

獨立式有源EMI濾波器IC，顯著縮減尺寸提升可靠性

有源濾波器和無源濾波器一直是電路設計中?？?，二者也經常拿來對比。無源濾波器由LC等被動元件組成，能提供被動式諧波電流旁路通道。有源濾波器之顧名思義需要提供電源用以補償主電路的諧波，可以克服LC濾波器等傳統的諧波抑制缺點，實現動態跟蹤補償。

有源濾波器電路設計一般比較復雜，但是能應用于信號處理要求非常高的場合。此次TI發布的獨立式有源EMI濾波器IC，與純無源濾波器解決方案相比，能夠使設計人員將扼流圈的尺寸減小50%，并滿足嚴苛的EMI要求。



無源濾波器的體積一直是限制系統功率密度提高的一大因素，獨立式有源EMI濾波器IC在尺寸上的大幅縮減，使得電源管理系統實現更緊湊的濾波器設計，顯著提高了設計的功率密度。

另一方面，支持采用更小的扼流圈也意味著產生的熱量也會進一步減少，這對于系統可靠性的提高也很有幫助。

共模EMI大幅衰減，提升系統性能

有源濾波器抵消干擾的方法與無源濾波器不同，有源濾波AEF電路使用有源器件來感知DM或CM電壓/電流干擾，并注入直接相反的信號來抵消噪聲干擾。這種辦法基于等幅和相反相位信號的疊加定理，注入的電壓或電流理論上可以完全抵消電磁干擾源的入射噪聲。

此次發布的獨立式有源 EMI濾波器IC可以在單相和三相交流電源系統中檢測和消除高達30dB的共模EMI（頻率范圍為100kHz至3MHz），在交流/直流電源、車載充電器、服務器、UPS 和其他以共模噪聲為主的類似系統中可以顯著提高設計的性能。

根據官方資料，獨立式有源 EMI濾波器IC系列可以滿足 CISPR 11、CISPR 32 和 CISPR 25 EMI 要求，同時滿足IEC 61000-4-5浪涌抗擾度要求，能夠減少對瞬態電壓抑制TVS二極管等外部保護元件的需求。

小結

本次推出的獨立式有源EMI濾波器IC在共模EMI上的大幅衰減、可靠性上的大幅提升以及功率密度上的提高，將進一步推動高密度電源系統設計的發展。

德州儀器開關穩壓器業務部總經理Carsten Oppitz在發布會上表示：“德州儀器持續推動電源創新，從而以具有成本效益的方式應對 EMI 設計挑戰。我們相信，新的獨立式有源 EMI 濾波器 IC 產品組合將進一步助力工程師解決他們所面臨的設計挑戰，并大幅提高汽車、企業、航空航天和工業應用中的性能和功率密度?！?br />