2022-03-09
ตัวกรอง EMI (ตัวกรองสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า) หรือที่เรียกว่าตัวกรอง RFI หรือตัวกรองสัญญาณรบกวนความถี่วิทยุ เป็นวงจรตัวกรองที่ประกอบด้วยตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ และตัวต้านทานวงจรกรองประกอบด้วยตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ และตัวต้านทานเครือข่ายสองทางแบบพาสซีฟ: ปลายด้านหนึ่งเป็นแหล่งจ่ายไฟและปลายอีกด้านหนึ่งเป็นโหลดหลักการของตัวกรอง EMI คือเครือข่ายการจับคู่อิมพีแดนซ์ ยิ่งการปรับอิมพีแดนซ์ระหว่างด้านอินพุตและเอาต์พุตของตัวกรอง EMI มากขึ้น แหล่งจ่ายไฟและด้านโหลด การลดทอนสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นตัวกรองสามารถกรองความถี่เฉพาะหรือความถี่ภายนอกในสายไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงสามารถรับสัญญาณพลังงานความถี่เฉพาะ หรือขจัดสัญญาณพลังงานหลังจากจุดความถี่เฉพาะอันที่จริง ตัวกรอง EMI เป็นอุปกรณ์/วงจรไฟฟ้าที่ลดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงที่มีอยู่ในสายไฟและสายสัญญาณ
EMI คือสัญญาณรบกวนอิเล็กทรอนิกส์ที่รบกวนสัญญาณไฟฟ้าและลดความสมบูรณ์ของสัญญาณทุกการเชื่อมต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์อาจกลายเป็นแหล่ง EMI ที่อาจเกิดขึ้นมันถูกสร้างขึ้นจากภายนอกโดยพลังงานจักรวาล เช่น เปลวสุริยะ ฟ้าผ่า เสียงในบรรยากาศ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สายไฟ และอื่นๆส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นตามสายไฟและส่งไปยังอุปกรณ์ผ่านสายไฟตัวกรอง EMI เป็นอุปกรณ์หรือโมดูลภายในที่ออกแบบมาเพื่อลดหรือขจัดสัญญาณรบกวน
1.3 สัญญาณรบกวนโหมดทั่วไปและสัญญาณรบกวนโหมดส่วนต่าง
รูปที่ 1 โหมดทั่วไปและวงจรโหมดดิฟเฟอเรนเชียล
ด้วยคุณลักษณะเฉพาะของตัวกรอง EMI นี้ กลุ่มคลื่นสี่เหลี่ยมหรือสัญญาณรบกวนจากคอมโพสิตที่ผ่านตัวกรองแหล่งจ่ายไฟจึงสามารถแปลงเป็นคลื่นไซน์ที่มีความถี่เฉพาะได้
เสียงรบกวนที่จะระงับโดยตัวกรองสายสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทต่อไปนี้:
1)โหมดทั่วไป: เสียงเดียวกันบนสายไฟสองเส้น (หรือมากกว่า) สามารถมองเห็นได้ว่าเป็นเสียงของสายไฟที่ตกลงสู่พื้น
2)โหมดดิฟเฟอเรนเชียล: เสียงรบกวนระหว่างสายไฟ
ตัวกรอง EMI จะมีความสามารถในการระงับที่แตกต่างกันสำหรับสัญญาณรบกวนในโหมดทั่วไปและสัญญาณรบกวนในโหมดแตกต่าง และโดยทั่วไปจะอธิบายโดยสเปกตรัมของความถี่ที่สอดคล้องกับการปราบปราม (เป็นเดซิเบล)
ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญในการวัดคุณภาพของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ และได้กลายเป็นกุญแจสำคัญในการออกแบบผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์มากขึ้นในกระบวนการออกแบบระบบไฟฟ้า การแนะนำการออกแบบที่เข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถปรับปรุงความสามารถในการป้องกันการรบกวนโดยรวมของระบบไฟฟ้า ยืดอายุการใช้งานของระบบ และรับรองความปลอดภัยในการใช้งานดังนั้นตัวกรองสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าจึงเป็นอุปกรณ์ที่ให้ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดี
วงจรตัวกรองที่ใช้กันทั่วไปในตัวกรองของแหล่งจ่ายไฟคือการกรองแบบพาสซีฟและการกรองแบบแอคทีฟรูปแบบหลักของการกรองแบบพาสซีฟ ได้แก่ ตัวกรองตัวเก็บประจุ ตัวกรองตัวเหนี่ยวนำ และตัวกรองแบบซับซ้อน (รวมถึงตัวกรองชนิด L กลับหัว ตัวกรอง LC ตัวกรองชนิด LCπ และตัวกรองประเภท RCπ เป็นต้น)รูปแบบหลักของตัวกรองที่ใช้งานคือตัวกรอง RC ที่ใช้งานอยู่หรือที่เรียกว่าตัวกรองอิเล็กทรอนิกส์ขนาดขององค์ประกอบการเต้นเป็นจังหวะในกระแสไฟตรงจะแสดงด้วยสัมประสิทธิ์การเต้นเป็นจังหวะ S ยิ่งค่ามากเท่าไร ผลการกรองก็จะยิ่งแย่ลง
ค่าสัมประสิทธิ์การเต้นเป็นจังหวะ (S) = ค่าสูงสุดของแรงดันเอาต์พุตส่วนประกอบ AC / ส่วนประกอบ DC ของแรงดันเอาต์พุต
หลักการทำงานเฉพาะมีดังนี้: หลังจากที่กระแสสลับได้รับการแก้ไขโดยไดโอด ทิศทางเดียว แต่กระแสยังคงเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องDC แบบเร้าใจนี้โดยทั่วไปจะไม่ใช้สำหรับแหล่งจ่ายไฟวิทยุโดยตรงดังนั้นจึงจำเป็นต้องแปลง DC ที่เต้นเป็นจังหวะให้เป็น DC คลื่นเรียบซึ่งกำลังกรองอยู่กล่าวอีกนัยหนึ่ง งานของการกรองคือการลดองค์ประกอบความผันผวนของแรงดันเอาต์พุตที่แก้ไขให้มากที่สุดและแปลงเป็นแหล่งจ่ายไฟ DC ที่เกือบคงที่
ตามลักษณะการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าของพอร์ตจ่ายไฟ ตัวกรอง EMI สามารถส่งไฟฟ้ากระแสสลับไปยังแหล่งพลังงานได้โดยไม่ต้องลดทอนซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดสัญญาณรบกวน EMI ของการส่งสัญญาณ AC ได้อย่างมาก แต่ยังยับยั้งสัญญาณรบกวน EMI ที่เกิดจากแหล่งจ่ายไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ ป้องกันไม่ให้เข้าสู่โครงข่ายไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อรบกวนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ
โครงสร้างเครือข่ายแบบพาสซีฟเหมาะสำหรับทั้งแหล่งจ่ายไฟ AC และ DC และมีฟังก์ชันการปราบปรามแบบสองทางการใส่เข้าไประหว่างโครงข่ายไฟฟ้ากระแสสลับกับแหล่งจ่ายไฟ เทียบเท่ากับการเพิ่มสิ่งกีดขวางระหว่างสัญญาณรบกวน EMI ของโครงข่ายไฟฟ้ากระแสสลับกับแหล่งจ่ายไฟ นั่นคือ การลดเสียงรบกวนแบบสองทาง ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ .
ตัวกรองสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าได้รับการออกแบบโดยมุ่งไปที่ลักษณะของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าจากขั้วไฟฟ้าโดยปกติแล้วจะเป็นเครือข่ายแบบเลือกขั้วสองขั้วที่ประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำ ตัวเก็บประจุ ตัวต้านทาน หรืออุปกรณ์เฟอร์ไรท์ตามหลักการทำงาน เรียกว่า ฟิลเตอร์สะท้อนแสงให้อิมพีแดนซ์แบบอนุกรมสูงและอิมพีแดนซ์ขนานต่ำในสต็อปแบนด์ของตัวกรอง ซึ่งทำให้ไม่ตรงกันอย่างจริงจังกับอิมพีแดนซ์ของแหล่งกำเนิดเสียงและอิมพีแดนซ์โหลด จึงถ่ายโอนส่วนประกอบความถี่ที่ไม่ต้องการกลับไปยังแหล่งกำเนิดเสียง
รูปต่อไปนี้เป็นแผนภาพวงจรทั่วไปของตัวกรอง EMI: C1และ C2 เป็นตัวเก็บประจุแบบดิฟเฟอเรนเชียลโหมด โดยทั่วไปเรียกว่าตัวเก็บประจุ X ความจุมักจะอยู่ระหว่าง 0.01μF และ 0.47μFY1 และ Y2 เป็นตัวเก็บประจุแบบโหมดทั่วไป โดยทั่วไปเรียกว่าตัวเก็บประจุ Y ความจุไม่ควรใหญ่เกินไป โดยทั่วไปในหน่วยนาโนฟารัดหลายสิบตัว ถ้ามีขนาดใหญ่เกินไป จะทำให้เกิดการรั่วซึมได้ง่ายL1 เป็นโช้คโหมดทั่วไป ซึ่งเป็นขดลวดคู่ที่พันในวงแหวนเฟอร์ไรต์เดียวกันในทิศทางเดียวกันความเหนี่ยวนำอยู่ที่ประมาณสองสามพันปีสำหรับกระแสรบกวนในโหมดทั่วไป สนามแม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดทั้งสองจะอยู่ในทิศทางเดียวกัน และคอยล์โช้กโหมดทั่วไปจะแสดงอิมพีแดนซ์ขนาดใหญ่เพื่อลดทอนสัญญาณรบกวนสำหรับสัญญาณโหมด สนามแม่เหล็กที่เกิดจากขดลวดทั้งสองจะชดเชย จึงไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของวงจรควรสังเกตว่านี่คือวงจรตัวกรองหลัก ถ้าคุณต้องการผลลัพธ์ที่ดีกว่า คุณสามารถใช้การกรองรอง
รูปที่ 2 แผนภาพวงจรทั่วไปของตัวกรอง EMI
ในการตัดสินว่าตัวกรอง EMI ดีหรือไม่ จำเป็นต้องเข้าใจตัวชี้วัดประสิทธิภาพพารามิเตอร์หลัก: พิกัดแรงดัน พิกัดกระแส กระแสรั่ว ความต้านทานของฉนวน ทนต่อแรงดัน อุณหภูมิในการทำงาน สูญเสียการแทรก ฯลฯ สิ่งสำคัญที่สุดคือการสูญเสียการแทรกการสูญเสียการแทรกมักแสดงโดย "IL" บางครั้งเรียกอีกอย่างว่าการลดทอนการแทรกตัวบ่งชี้นี้เป็นตัวบ่งชี้หลักของประสิทธิภาพของตัวกรอง EMIโดยปกติจะแสดงด้วยจำนวนเดซิเบลหรือเส้นโค้งลักษณะความถี่หมายถึงอัตราส่วนกำลังหรืออัตราส่วนแรงดันขั้วของสัญญาณทดสอบจากแหล่งจ่ายไฟไปยังโหลดก่อนและหลังตัวกรองเชื่อมต่อกับวงจรยิ่งจำนวนเดซิเบลมากเท่าไร ความสามารถในการปราบปรามการรบกวนก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นตัวอย่างเช่น สามารถทดสอบการสูญเสียการแทรกบางอย่างได้ด้วยระบบทดสอบ 50 โอห์มรูปต่อไปนี้แสดงการสูญเสียการแทรกของตัวกรอง EMI
รูปที่ 3 การสูญเสียการแทรกของตัวกรอง EMI
ดังนั้นเมื่อซื้อตัวกรอง EMI ควรพิจารณาหมายเลขเฟส แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟรั่ว การรับรอง ปริมาตรและรูปร่าง การสูญเสียการแทรก ฯลฯแรงดันไฟฟ้า/กระแสไฟที่กำหนดควรเป็นไปตามข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ และกระแสไฟรั่วต้องไม่มากเกินไปสามารถเลือกตัวกรอง EMI พร้อมระบบการรับรองที่เกี่ยวข้องได้กำหนดปริมาตรและรูปร่างตามการใช้งานจริงเมื่อการสูญเสียการแทรกมีขนาดใหญ่ความสามารถในการปราบปรามจะแข็งแกร่ง ฯลฯ
นอกจากนี้ ยังมีรายละเอียดบางอย่างที่ต้องพิจารณาตัวอย่างเช่น ฟิลเตอร์ EMI บางตัวเป็นเกรดทางการทหารและบางตัวเป็นฟิลเตอร์ระดับอุตสาหกรรมบางส่วนมีไว้สำหรับอุปกรณ์ในครัวเรือน บางส่วนมีไว้สำหรับอินเวอร์เตอร์ และบางส่วนมีไว้สำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์เฉพาะเมื่อมีการกำหนดวัตถุแล้วเท่านั้นที่คุณสามารถเลือกสิ่งที่เหมาะสมได้ตราบใดที่เป็นไปตามเงื่อนไขพื้นฐาน ราคาก็เป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณา
1. ตัวกรอง EMI ไม่สามารถมีเส้นทางคัปปลิ้งแม่เหล็กไฟฟ้าได้
1) สายไฟยาวเกินไป
2) สายไฟอยู่ใกล้เกินไป
ทั้งสองนี้เป็นการติดตั้งที่ไม่ถูกต้องประเด็นของปัญหาคือมีเส้นทางคัปปลิ้งแม่เหล็กไฟฟ้าที่ชัดเจนระหว่างสายอินพุตของตัวกรองกับสายเอาต์พุตด้วยวิธีนี้ สัญญาณ EMI ที่ปลายด้านหนึ่งของตัวกรองหนีออกจากการปราบปรามของตัวกรองและเชื่อมต่อโดยตรงกับปลายอีกด้านของตัวกรองโดยไม่มีการลดทอนดังนั้น ตัวกรองอินพุตและเอาต์พุตบรรทัดต้องแยกอย่างมีประสิทธิภาพก่อน
นอกจากนี้ หากติดตั้งตัวกรองแหล่งจ่ายไฟสองประเภทข้างต้นภายในแผงป้องกันของอุปกรณ์ สัญญาณ EMI บนวงจรภายในและส่วนประกอบของอุปกรณ์จะถูกเชื่อมต่อโดยตรงกับภายนอกอุปกรณ์เนื่องจากสัญญาณ EMI ที่สร้างขึ้นโดย การแผ่รังสีที่ขั้ว (กำลัง) ของตัวกรองดังนั้นการป้องกันอุปกรณ์จะสูญเสียการปราบปรามการแผ่รังสี EMI ที่เกิดจากส่วนประกอบภายในและวงจรแน่นอน หากมีสัญญาณ EMI บนตัวกรอง (แหล่งจ่ายไฟ) ก็จะถูกรวมเข้ากับส่วนประกอบและวงจรภายในอุปกรณ์เนื่องจากการแผ่รังสี ซึ่งจะทำให้การปราบปรามของสัญญาณ EMI เสียหาย
โดยทั่วไป เมื่อติดตั้งตัวกรอง EMI ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือระบบ ระวังอย่ามัดสายไฟระหว่างปลายสายไฟและปลายโหลดเข้าด้วยกัน เพราะสิ่งนี้จะทำให้การมีเพศสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าซ้ำเติมระหว่างกันอย่างไม่ต้องสงสัย ซึ่งจะทำให้การปราบปรามสัญญาณ EMI ไม่ดี
ขอแนะนำให้เชื่อมต่ออินเวอร์เตอร์หรือมอเตอร์กับเอาต์พุตของตัวกรอง EMI ที่ความยาวไม่เกิน 30 ซม.เนื่องจากเส้นกราวด์ที่ยาวเกินไปหมายถึงการเหนี่ยวนำและความต้านทานการต่อลงกราวด์ที่มาก จึงสามารถทำลายการปราบปรามในโหมดทั่วไปของฟิลเตอร์ได้อย่างรุนแรงวิธีที่ดีกว่าคือการยึดแผ่นป้องกันของตัวกรองเข้ากับตัวเรือนที่ช่องจ่ายไฟของตัวเครื่องด้วยสกรูโลหะและแหวนรองสปริงรูปดาว
ระยะห่างไม่ได้หมายถึงการเชื่อมต่อแบบขนาน เพราะจะทำให้ประสิทธิภาพของตัวกรองลดลง
เคสโลหะตัวกรองเฉพาะอินเวอร์เตอร์และเปลือกเคสต้องเชื่อมต่อกันเป็นอย่างดี เช่นเดียวกับสายกราวด์
สายเชื่อมต่ออินพุตและเอาต์พุตควรเลือกใช้คู่บิดเกลียวที่มีฉนวนหุ้ม ซึ่งสามารถกำจัดสัญญาณรบกวนความถี่สูงบางอย่างได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ตัวกรอง EMI หรือตัวกรองสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า หรือที่เรียกว่าตัวกรอง RFI หรือตัวกรองสัญญาณรบกวนความถี่วิทยุ เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการป้องกันผลกระทบที่เป็นอันตรายจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า
ดำเนินการรบกวน
EMI ที่นำไฟฟ้าเกิดจากการสัมผัสทางกายภาพของตัวนำซึ่งต่างจาก EMI ที่แผ่รังสีซึ่งเกิดจากการเหนี่ยวนำ (โดยไม่มีการสัมผัสทางกายภาพของตัวนำ)สำหรับความถี่ต่ำ EMI เกิดจากการนำและสำหรับความถี่ที่สูงขึ้นเกิดจากการแผ่รังสี
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่มีตัวกรอง EMI ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์แยกต่างหากหรือฝังอยู่ในแผงวงจรหน้าที่ของมันคือการลดสัญญาณรบกวนอิเล็กทรอนิกส์ความถี่สูงที่อาจก่อให้เกิดการรบกวนกับอุปกรณ์อื่นๆมาตรฐานการกำกับดูแลมีอยู่ในประเทศส่วนใหญ่ที่จำกัดปริมาณเสียงรบกวนที่สามารถปล่อยออกมาได้
ตัวกรองช่วยลดสัญญาณรบกวนในทั้งสองทิศทางปกป้องสาย DC ของคุณจากการสร้างสัญญาณรบกวนโดยอุปกรณ์ชิ้นใดชิ้นหนึ่ง หรือปกป้องอุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อนของคุณจากสัญญาณรบกวนที่มาจากแหล่งจ่ายไฟ DC หรือโหลดอื่นๆ
สายไฟหรือตัวกรอง EMI หลักถูกวางไว้ที่จุดป้อนพลังงานของอุปกรณ์ที่กำลังติดตั้งอยู่ เพื่อป้องกันเสียงรบกวนไม่ให้ออกจากหรือเข้าไปในอุปกรณ์โดยพื้นฐานแล้ว ตัวกรอง EMI ประกอบด้วยส่วนประกอบพื้นฐานสองประเภท ได้แก่ ตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำ
คำว่า EMI และ RFI มักใช้แทนกันได้EMI เป็นความถี่ของสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า ในขณะที่ RFI เป็นเซตย่อยเฉพาะของสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าบนสเปกตรัม EMI... Radiated EMI นั้นคล้ายกับการออกอากาศทางวิทยุที่ไม่ต้องการซึ่งถูกปล่อยออกมาจากสายไฟ
ใช้สายเคเบิลหุ้มฉนวนคู่บิดเกลียวเพื่อส่งสัญญาณอุปกรณ์การบิดสายไฟจะทำให้ผลกระทบของ EMI เท่ากันทั้งสองสาย ซึ่งช่วยลดข้อผิดพลาดอันเนื่องมาจาก EMI ได้อย่างมากล้อมรอบสายเครื่องมือด้วยเกราะป้องกันจาก EMI และให้เส้นทางสำหรับกระแสที่สร้างโดย EMI เพื่อไหลลงสู่พื้น
EMI หรือ Electro-Magnetic Interference ถูกกำหนดให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ไม่ต้องการ และสามารถอยู่ในรูปแบบของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกแบบปล่อยหรือแผ่รังสี... ตัวเก็บประจุให้เส้นทางอิมพีแดนซ์ต่ำเพื่อเบี่ยงเบนสัญญาณรบกวนความถี่สูงออกไป
ส่งคำถามของคุณโดยตรงถึงเรา
