“在OBC設(shè)計(jì)中，客戶的EMI濾波器往往會(huì)使用兩級(jí)的共模濾波，并且共模感量比較大，從而才能有效抑制共模干擾。在使用了TI的濾波器之后，進(jìn)一步減小了共模電感的感量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)更小的體積、更小的尺寸和更小的發(fā)熱。”德州儀器 (TI) 產(chǎn)品線經(jīng)理Roja de Cande在介紹TI獨(dú)立式有源EMI濾波器IC的應(yīng)用案例時(shí)表示。

　　近期，德州儀器宣布推出了獨(dú)立式有源EMI濾波器IC，能夠幫助工程師實(shí)施更小、更輕量的 EMI 濾波器，從而以更低的系統(tǒng)成本增強(qiáng)系統(tǒng)功能，同時(shí)滿足 EMI 監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。 除了能應(yīng)用在汽車OBC上外，對(duì)于服務(wù)器、通信電源、航空航天、工業(yè)等領(lǐng)域所面對(duì)的電氣系統(tǒng)愈發(fā)密集，對(duì)電源及功率要求越來(lái)越高的現(xiàn)狀，都能提供更優(yōu)的解決方案。

　　上述領(lǐng)域中決定電源外形尺寸的一個(gè)關(guān)鍵因素在于減少EMI濾波器元件的體積。鑒于接觸電流安全要求，用于上述和其他高密度應(yīng)用的共模 (CM) 濾波器通常會(huì)限制總 Y 電容大小，因此需要大尺寸共模扼流圈來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)角頻率或?yàn)V波器衰減特性。這導(dǎo)致了無(wú)源濾波器在權(quán)衡后采用笨重且昂貴的共模扼流圈設(shè)計(jì)，尺寸相當(dāng)于整個(gè)濾波器大小。隨著無(wú)源器件逐漸跟不上高速功率半導(dǎo)體器件以及電路拓?fù)涞陌l(fā)展，無(wú)源濾波器的體積是提高功率密度的限制因素之一。實(shí)際的濾波器會(huì)占用電源解決方案總體積的30%。

　　有源 EMI 濾波器電路可為新一代電源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更緊湊的濾波器解決方案。空間受限型應(yīng)用可使用有源電源濾波器集成電路 (IC) 減小磁性元件的尺寸和濾波器的總尺寸。濾波器（AEF）的其他優(yōu)勢(shì)包括：通過(guò)降低元件功率損耗來(lái)改善熱管理并提高可靠性、減少受限空間內(nèi)元件之間的耦合、簡(jiǎn)化機(jī)械和封裝設(shè)計(jì)以及降低成本。

　　從上方對(duì)比圖來(lái)看，在使用濾波器（AEF）之后，整個(gè)共模線圈的體積和尺寸有了比較直觀的減小。沒有用 AEF 時(shí)，共模線圈的電感量在 4 mH，直徑為 70 mm；在使用AEF后，共模線圈直徑只有 50 mm，同時(shí)感量到了 0.9 mH的級(jí)別。AEF 使工程師能夠?qū)⒐材６罅魅Φ碾姼兄到档投噙_(dá) 80%。與純無(wú)源濾波器解決方案相比，該功能使設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒍罅魅Φ某叽鐪p小 50%。而解決方案尺寸減小后，整體成本和重量也會(huì)減小。 同時(shí)，當(dāng)減小共模電感的尺寸和感量之后，實(shí)際上等效電阻就變小了，發(fā)熱量將比原來(lái)減少，進(jìn)而有助于提高整個(gè)系統(tǒng)可靠性。

　　“重量和成本這兩個(gè)因素對(duì)客戶的系統(tǒng)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，重量和成本的減小可以方便整個(gè)電源產(chǎn)品后端去做一些優(yōu)化，使得整個(gè)系統(tǒng)的體積和構(gòu)造能夠更為靈活和緊湊。 ”Roja de Cande表示。

　　Roja de Cande形象地將EMI濾波器IC的工作原理比喻為主動(dòng)式降噪耳機(jī)，先通過(guò)三相電容去檢測(cè)整個(gè)線上的噪聲，到運(yùn)放里把差模分量抵消掉，把共模的分量疊加出來(lái)，這相當(dāng)于檢測(cè)到了所有共模噪聲的分量，然后通過(guò)內(nèi)部運(yùn)放去把它反向和放大，最后以一個(gè)反向電流的形式注入到輸入線上，從而去抵消原有的共模噪聲。

　　從上圖中可以看出，濾波器在低頻率范圍（100kHz 至 3MHz）內(nèi)提供高達(dá) 30dB 的共模噪聲衰減，因此，使用兩個(gè) 2mH 納米晶扼流圈的濾波器可實(shí)現(xiàn)與使用兩個(gè) 12mH 扼流圈的無(wú)源濾波器設(shè)計(jì)相同的共模衰減性能。

　　新的有源 EMI 濾波器 IC 系列包括針對(duì)單相和三相商業(yè)應(yīng)用的 TPSF12C1 和 TPSF12C3，以及面向汽車應(yīng)用的 TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1。這些器件可有效降低電源 EMI 濾波器中產(chǎn)生的熱量，從而延長(zhǎng)濾波電容器的使用壽命并提高系統(tǒng)可靠性。新的有源EMI濾波器IC包括傳感、濾波、增益、注入階段。該 IC 采用 SOT-23 14 引腳封裝，并集成了補(bǔ)償和保護(hù)電路，從而進(jìn)一步降低實(shí)施的復(fù)雜性并減少外部組件的數(shù)量。

　　德州儀器通過(guò)功率密度和低 EMI 設(shè)計(jì)的持續(xù)突破性創(chuàng)新推動(dòng)電源發(fā)展。 低 EMI 電源創(chuàng)新正在幫助工程師縮減濾波器尺寸和成本，同時(shí)顯著提高設(shè)計(jì)的性能、可靠性和功率密度，最終為多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更優(yōu)體驗(yàn)提供契機(jī)。