Dual

Apr 13, 2023

Os projetistas de circuitos devem lidar com muitos tipos de ruído: interno, externo, RF, frequência de linha e muito mais. Independentemente do tipo ou fonte, o ruído pode ser um fator limitante no desempenho do sistema e, portanto, deve ser tratado e minimizado. O desafio da redução de ruído geralmente se resume a isso: "com que esforço e custo?"

Mesmo a onipresente fonte de alimentação de modo comutado (SMPS) tem problemas de ruído. Devido à sua eficiência e tamanho reduzido, esta arquitetura é amplamente utilizada em aplicações que incluem drivers de LED e reatores eletrônicos. Infelizmente, as unidades SMPS também estão sujeitas a ruído de modo diferencial (DM) e ruído de modo comum (CM), ambos os quais devem ser suprimidos por razões de desempenho e regulatórias.

Entenda os mecanismos e soluções de ruído

O modo diferencial e o ruído do modo comum têm causas diferentes e, portanto, soluções diferentes. Ruído de modo diferencial é o ruído que é conduzido na linha e neutro em direções opostas (Figura 1, à esquerda). O filtro DM básico usa uma bobina de enrolamento simples (indutor) inserida no caminho da linha, juntamente com um capacitor da linha para o neutro, bloqueando assim a propagação do ruído pelo sistema (Figura 1, à direita).

Figura 1.

Como o indutor DM está no caminho da linha, ele lida com o ruído e o deslocamento CC devido à corrente fornecida à carga. Portanto, ele deve ser projetado para fornecer a indutância necessária, mas fazê-lo com baixa resistência CC (DCR) para lidar com a corrente RMS e a corrente de linha de pico sem saturar.

O ruído CM é conduzido tanto na linha quanto no neutro (terra) na mesma direção (Figura 2, à esquerda). O filtro CM básico usa um indutor de enrolamento duplo nos caminhos de linha e neutro, além de um capacitor de linha para terra (Figura 2, à direita).

Figura 2.

Como as correntes de linha e neutro passam pelos enrolamentos CM em direções opostas, não há fluxo CC líquido e, portanto, não há possibilidade de saturar o núcleo magnético da bobina CM. A bobina do filtro CM só precisa ter a indutância necessária junto com DCR suficientemente baixo para a corrente RMS.

Uma melhor implementação da Triad Magnetics

Uma vez que os mecanismos de ruído DM e CM não estão relacionados, suas soluções requerem dois estrangulamentos e arranjos diferentes. Seria uma sorte se as duas abordagens de supressão de ruído pudessem ser implementadas por um único estrangulamento — economizando espaço, simplificando a lista de materiais (BOM) e reduzindo custos. Infelizmente, isso não é possível devido às suas diferentes exigências técnicas.

No entanto, uma nova série de componentes da Triad Magnetics combina os dois indutores em um design de estrutura aberta e de função dupla que fornece os recursos de ambos os indutores em um pacote único, menor e mais econômico. Esses indutores de modo comum da série CMF (Figura 3) são mais do que um conjunto simplista de dois dispositivos distintos em um único gabinete. Em vez disso, seu projeto mecânico aprimora o desempenho elétrico combinado, ao mesmo tempo em que gera economias tangíveis em tamanho e custo.

Figura 3.

Existem 21 modelos exclusivos na série CMF com classificações de corrente variando de 0,45 a 2,3 A com indutâncias de 10 a 100 mH e indutâncias parasitas de 200 a 2100 mH. As resistências DC estão entre 188 a 2930 mΩ, dependendo do modelo específico. Eles estão disponíveis em pacotes horizontais (de 13,5 h × 15 × 24,5 mm, a 14 h × 25 × 29 mm) e pacotes verticais (de 27 h × 15 × 29 mm) para caber em situações de espaços apertados.

Figura 4: As bobinas de modo comum da série CMF da Triad Magnetics combinam bobinas diferenciais e de modo comum em um único componente e aproveitam os benefícios mecânicos e elétricos que a combinação oferece. Fonte: Tríade Magnetics See More

Apesar de seu tamanho pequeno, seu parâmetro de fuga e folga é superior a 3 mm e eles são classificados para operação em 300 VAC. Eles são uma excelente escolha para a maioria dos projetos, a menos que os valores de indutância do filtro CM e DM difiram significativamente.