Dual

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

Até mesmo a onipresente fonte de alimentação comutada (SMPS) apresenta problemas de ruído. Devido à sua eficiência e pequeno tamanho, 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 regulatórias e de desempenho.

Compreender os mecanismos e soluções de ruído

O modo diferencial e o ruído de modo comum têm causas diferentes e, portanto, soluções diferentes. O ruído de modo diferencial é o ruído conduzido na linha e neutro em direções opostas (Figura 1, à esquerda). O filtro DM básico usa um indutor de enrolamento único inserido no caminho da linha, junto com um capacitor da linha ao 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 com baixa resistência CC (DCR) para lidar com a corrente RMS e a corrente de pico da linha sem saturar.

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

Figura 2.

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

Uma melhor implementação da Triad Magnetics

Como os mecanismos de ruído DM e CM não estão relacionados, suas soluções requerem duas bobinas e arranjos diferentes. Seria uma sorte se as duas abordagens de supressão de ruído pudessem ser implementadas por um único indutor – economizando espaço, simplificando a lista de materiais (BOM) e reduzindo custos. Infelizmente, isso não é possível devido aos seus diferentes requisitos técnicos.

No entanto, uma nova série de componentes da Triad Magnetics combina ambas as bobinas em um design de estrutura aberta de função dupla que fornece os recursos de ambas as bobinas em um pacote único, menor e mais econômico. Essas bobinas de modo comum da série CMF (Figura 3) são mais do que um pacote simplista de dois dispositivos distintos em um único gabinete. Em vez disso, o seu design mecânico melhora o desempenho eléctrico combinado, ao mesmo tempo que proporciona poupanças tangíveis em tamanho e custo.

Figura 3.

Existem 21 modelos exclusivos da 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 2.100 mH. As resistências DC estão entre 188 e 2.930 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 atender situações de espaço apertado.

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 Magnética

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