[参考译文] TPSF12C3：CMC 之间的 Y 电容器

您好、Baris：

Unknown 说：

在另一篇文章中、建议在电网侧和转换器侧 CMC 之间放置47-100nF Y 电容器、以了解系统是否具有较高的共模噪声。  安装有源滤波器时、CMC 之间的47-100nF Y 电容器是否可以保持为实际采用更高的 Cinj 电容器？如果安装了有源滤波器、是否应将其移除？ 如果是前者、我们如何将该电容器值放在电子表格中/放在何处？

不可以、添加47-100nF 电容器可快速评估 EMI 噪声是否主要是共模(CM)噪声或差模(DM)噪声。 此外、通过在扼流圈之间添加47-100nF 电容、该器件可模拟具有4.7nF 注入电容的 TPSF12C3。 在设计有源 EMI 滤波器 IC 时、需要移除47-100nF 电容器。

Unknown 说：

另一个问题是 Cinj 引脚的饱和是否会导致发射放大或者有源滤波器是否不能像预期的那样在整个给定频率范围或特定频率范围内有效工作？

我注意到开关频率为47kHz。 相关频率应为150kHz 至3MHz、数据表中对此进行了说明。 在47kHz 开关频率下运行可能会使器件的输出(INJ 引脚)饱和、因为扼流圈的阻抗在较低频率下要低得多。 是的、INJ 引脚饱和将增加和放大发射。 可以将 TPSF12C3视为 IC 响应任何输入信号的运算放大器。

Unknown 说：

我随附电子表格供您参考。 将转换器侧 Y 电容器增大到47nF 会抑制 INJ 引脚电压摆幅、但我 想知道这是否会有触控电流增加这种下降趋势。[/引述]

是的、增大转换器侧 Y 电容器确实可以抑制共模噪声到达第一级滤波器。 如前所述、增大 Y 电容也会增大触控电流、并可能违反触控电流规格。 您可以尝试增加扼流圈的电感、这将在相同的47kHz 开关频率下提供更高的阻抗、但其尺寸也会增加。 增大 VDD 也有助于实现饱和。  减轻饱和的最后一个选项是增加 CD1和 CD3的电容值、使其阻抗小于注入电容器 CINJ。 这需要对计算进行一些微调、以确保 AEF 环路稳定、同时仍实现通过 EMI 所需的电容器放大。

本

尊敬的 Ben：

谢谢你的答复。

是的、我们对有源滤波器感兴趣的频率主要是150kHz 至3 MHz、我知道这样一个事实、即我们的开关频率低于有源滤波器的建议范围。 我仍然想尝试使用有源滤波器。

在使用和不使用有源滤波器进行 CE 测量后、我意识到测试中有源滤波器的影响与电子表格中的影响不匹配。 正如您在另一个主题中建议的那样、这可能是由于有源滤波器饱和导致的。 不过、我们使用增加的转换器侧 Y 电容器重复了这些测试、但有源滤波器的影响在此变化后没有显著变化、尽管我预计会由于 INJ 引脚电压摆幅的降低(如有)而有所改善。

我附上了 CE 测量结果和有源滤波器设计供您参考。

您对此有何评论？

(根据建议、我计划在运行期间测量 INJ 电压摆幅、看看它是否饱和。)

谢谢。

巴里斯

e2e.ti.com/.../1460.results.zip

您好、Baris：

您是否可以将扼流圈数据的频率扫描到更高的频率？ 根据扼流圈阻抗数据、两个扼流圈似乎都是铁氧体。 我们发现、使用纳米晶扼流圈时、使用我们的 AEF IC 往往表现更好、因为扼流圈从电感到电容的相位转换要比铁氧体软得多。

我通常会问的第一个问题是、在系统中、EMI 测量是以共模(CM)还是差模(DM)占主导地位？ 当您在扼流圈之间添加47-100nF 的额外 Y 电容时、EMI 结果是否显示了 CM 改善？ 如果是、我们的 AEF IC 可提供帮助。 否则、系统为 DM 主导、AEF IC 将不起作用。

此外、根据设置、我们已经注意到、将寄生效应保持在最低水平非常重要、例如与 LISN 的 GND 连接以及让 EMI 滤波器尽可能靠近 PFC。 将长 GND 电缆连接到 LISN 将引入寄生电感、并降低 AEF 在系统中的有效性。 是否有您正在测试的设置的照片？

如果您不知道、我们提供了一个常见问题解答页面、可帮助您开始 AEF 设计。 在常见问题解答中、应遵循一个 AEF 设计流程。 请参阅以下内容：

[常见问题解答] TPSF12C1和 TPSF12C3电源滤波器 IC 常见问题解答-电源管理论坛-电源管理- TI E2E 支持论坛

谢谢。

本    

感谢您的及时响应。

对于网格侧 CMC、核心被指定为"铁基纳米晶带"。 转换器侧 CMC 核心是铁氧体磁芯。 您可以看到随附的更新的电子表格、其中 CMC 阻抗扩展到10 MHz。 (10kHz 下的跳变是由于另一个器件具有1kHz 至10kHz 阻抗曲线。)

e2e.ti.com/.../active_5F00_filter_5F00_design_5F00_2_5F00_CMC_5F00_sweep.xlsm

我忘了提及我在上面提供的结果的一个重要细节。 NO_ACTIVE_FILTER 结果实际上在两个 CMC 之间有一个47nF Y 电容器、该电容器位于中性线和 PE 之间、如下所示。 如上文所述、启用有源滤波器后、会移除该 Y 电容器。 因此、从 Y 电容器切换到有源滤波器解决方案会略微改善发射、但效果不如电子表格中的有所改善。 另一方面、我还没有"无有源滤波器、无 Y 电容器"情况的结果。 我将对此进行调查、并尝试对这三个案例进行比较。

我同意您关于 GND 连接的评论。 请参阅随附的设置照片。 我们试图保持较短的连接。

是的、我知道常见问题解答页面、感谢您的分享。

您好、Baris：

我认为添加原理图中所示的47nF 会实际降低有效 Y 电容、因为它们采用串联配置。 您可以尝试向每条电源线+中性点添加47nF 电容来连接 PE GND 吗？  

我已经将全新版本的快速入门计算器与您的扼流圈数据一起提供。  

e2e.ti.com/.../TPSF12C3_5F00_quickstart_5F00_calculator_5F00_Baris.xlsm

本

您好、Baris：

是否有任何更新？

本

尊敬的 Ben：

感谢您的提问。 我尝试了上面你们分享的设计。 低电压测试正常、但高电压测试没有。 INJ 引脚在高压测试中饱和、即使在高压电路中没有开关也是如此、如下图所示。

即使在本例中、我也比较了使用和未使用有源滤波器的性能、但正如预期的那样、我没有得到任何改进。

然后我意识到、无论电网端悬空还是连接到交流电网、只要我连接交流 LISN、INJ 引脚就会开始饱和。 当交流 LISN 电网侧悬空时、您可以在下面看到 INJ 引脚波形。  

如果您有任何想法、请告诉我。

谢谢。

巴里斯

您好、Baris：

尝试增加 Rg 电阻器值、这将降低 AEF 环路的增益。

本

您好、Baris：

是否有任何新的更新？

本

尊敬的 Ben：

感谢您的提问。 正如您建议的、随着 Rg 电阻器的增加、饱和问题可以得到解决。 但是、根据电子表格、我仍然看不到预期的排放量减少情况。 我研究了发射是差模还是共模发射  、在我打算从 AEF 中受益的频率下 、结果发现它们是差模。 这就是 AEF 未能提供电子表格中预期的改进的原因。

此致、

巴里斯