最大限度保持系統低噪聲

在這個(gè)互聯(lián)程度日益提高的世界中，我們正在越來(lái)越多地依賴(lài)各種電子儀器和設備，以及其中包含的半導體器件。因此，我們會(huì )發(fā)現，市場(chǎng)對于能夠管理電磁干擾 (EMI) 和無(wú)線(xiàn)電頻譜中射頻干擾 (RMI) 組件的需求比以往任何時(shí)候都高，這并不足為奇。

事實(shí)上，根據 Verified Market Research 的一份研究報告，全球 EMI/RFI 濾波器市場(chǎng)目前價(jià)值約為 8.5 億美元，預計到 2027 年將增至近 11 億美元，在此期間的復合年增長(cháng)率為 3.56%。隨著(zhù)制造業(yè)和汽車(chē)等行業(yè)的數字化和電氣化趨勢加速，EMI/RFI 濾波器的應用范圍可能會(huì )變得越來(lái)越多樣化。

EMI 濾波器設計注意事項

因此，在評估市場(chǎng)上一些最新設備的性能之前，讓我們首先更深入地了解 EMI 濾波器的作用。一般而言，EMI/RFI 濾波器可防止在信號或電源線(xiàn)上產(chǎn)生干擾，這種干擾可能?chē)乐赜绊懺O備或設備中的電路，影響設備性能或最終導致完全故障。EMI/RFI 濾波器主要是通過(guò)阻止較高頻率的電磁噪聲，同時(shí)允許所需的較低頻率信號通過(guò)來(lái)防止干擾。

這些組件還可幫助制造商滿(mǎn)足世界各地嚴格的機電兼容性標準，限制設備對于交流電網(wǎng)釋放的噪聲。這種機制適用于幾乎所有采用交流電的設備，包括工業(yè)機械到醫療設備和商業(yè)設備（例如 ATM 自動(dòng)提款機），再到小型白色家電（例如咖啡機）等。因此，EMI濾波器可以說(shuō)無(wú)處不在，對保證系統性能至關(guān)重要。

更高密度組件

從歷史上看，最常見(jiàn)和最有效的一種 EMI 濾波器類(lèi)型是共模扼流圈。通常情況下，這些器件的特點(diǎn)是導體繞組通過(guò)鐵氧體磁芯耦合在一起。共模環(huán)形扼流圈具有多種特性，通常采用納米晶體金屬芯設計，可用于多種防止噪聲領(lǐng)域。

然而，隨著(zhù)技術(shù)的快速發(fā)展，滿(mǎn)足單相 EMC 要求的塑料外殼濾波器最近脫穎而出。這些最新一代設備大多采用了軟納米晶體材料的專(zhuān)利改進(jìn)技術(shù)，從而能夠生成更加優(yōu)化的芯核，可以提供一些獨特的性能優(yōu)勢。

更值得注意的是，與傳統 EMI 濾波器中的鐵氧體變體相比，這些納米晶體材料具有更高的磁導率和更低的損耗。與之前市場(chǎng)可用的其他 EMI 濾波器相比，能夠實(shí)現更緊湊和更高密度的設計，從而實(shí)現更高的衰減能力和更小體積封裝。

一些納米晶體芯核器件非常小，包括磁性元件和電容器在內，一些器件的尺寸僅為 75 x 44 x 25 毫米，使其比采用鐵氧體芯核的競爭濾波器小 20% 至 60%，但仍然能夠提供卓越的衰減性能。這些特性對設計工程師來(lái)說(shuō)非常有價(jià)值，因為它們有助于滿(mǎn)足電子設備小型化的一貫趨勢。

此外，磁導率較高的鐵氧體材料在低頻范圍內有效，而磁導率較低的鐵氧體材料則在高頻范圍內有效。但最新一代的金屬納米晶體材料在低頻和高頻寬帶頻率范圍內都很有效，因此能夠提供一種高度靈活的解決方案。

EMI濾波器創(chuàng )新技術(shù)

那么，這些研發(fā)活動(dòng)是如何體現在新濾波器產(chǎn)品的創(chuàng )新方面呢？如圖 1所示，最新的單相濾波器能夠以小巧輕便的封裝為設計工程師提供出色的噪聲衰減性能。該濾波器的額定電壓可高達 250 VAC，頻率為 50 或 60 Hz，額定電流范圍為 6 至 30A。通常，它們封裝在帶有螺釘端子的外殼中，以便在接線(xiàn)時(shí)提供便利和靈活性。

圖 1：KEMET 的 GTX 系列濾波器。

最新推出的器件包括多個(gè) Y 類(lèi)電容器組合，可處理不同的頻率，并支持各種逆變器拓撲，組合選項在輸入和輸出上都有 Y 類(lèi)電容器。這些緊湊型組件可以在-25 ℃到55 ℃的溫度范圍內工作，并且獲得了 UL、c-UL 和 TUV 認證，符合 RoHS 標準。

多種類(lèi)型組件的性能參數意味著(zhù)最新的單相濾波器在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應用。例如，在工業(yè)設備領(lǐng)域，它們可用于通用逆變器、工廠(chǎng)自動(dòng)化、機床和焊機等。同時(shí)，在醫療設備中，它們已被用于一系列診斷設備甚至按摩椅等。

GTX 系列應用

KEMET公司的GTX 系列能夠以緊湊輕巧的設計提供一種用于抑制單相電壓線(xiàn)上電磁傳導噪聲的解決方案（參見(jiàn)圖 2）。

圖 2：GTX 濾波器的內部電路圖示。

通過(guò)根據額定電流和所需 Y電容器模式，可以從 30 種產(chǎn)品變體中進(jìn)行選擇，針對特定的噪聲頻率實(shí)現高衰減性能（參見(jiàn)圖 3）。

圖 3：GTX-2060*** 的衰減圖示例。（6A 等級）

例如，GTX-2060*** 的額定電流為 6A，可以在各種Y電容器配置中進(jìn)行選擇。在需要 6A 額定值的應用中，YXX 型號的峰值衰減大約在 500 kHz，Y22 約在 1 MHz，Y0X 約在 10 MHz，依此類(lèi)推。

EMI/RFI 濾波技術(shù)創(chuàng )新

在 EMI/RFI 濾波技術(shù)方面已經(jīng)出現了高水平創(chuàng )新，這些創(chuàng )新大多源于近年來(lái)的協(xié)同研究和開(kāi)發(fā)工作，從而最終導致用于抑制單相電壓線(xiàn)路傳導噪聲的新產(chǎn)品產(chǎn)生。通過(guò)采用先進(jìn)的納米晶體磁芯材料，這些濾波器能夠在緊湊的塑料外殼中實(shí)現出色的衰減特性，集成的 Y電容器組合可為所有應用提供高靈活性。

總之，通過(guò)這種創(chuàng )新，再加上與其他可用產(chǎn)品相結合，能夠確保 EMI/RFI 噪聲始終受到控制，同時(shí)為設計工程師提供所需的靈活性。