受全球高效節(jié)能化、小型多功能化，以及電子設(shè)備必須遵守強(qiáng)制性能效規(guī)范的要求的發(fā)展趨勢(shì)的影響，半導(dǎo)體行業(yè)越來(lái)越關(guān)注電源管理技術(shù)。而對(duì)電氣系統(tǒng)的更高功率密度、更少電磁干擾(EMI)的需求也“水漲船高”。設(shè)計(jì)緊湊、高效的EMI輸入濾波器是高密度開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器面臨的主要挑戰(zhàn)之一，對(duì)于在汽車、企業(yè)、航空航天等其他高度受限系統(tǒng)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)電氣化的優(yōu)勢(shì)至關(guān)重要。

致力于通過(guò)突破性成果推動(dòng)電源發(fā)展的德州儀器(TI)，在日前舉行的新品發(fā)布會(huì)上帶來(lái)行業(yè)領(lǐng)先的獨(dú)立式有源EMI濾波器(AEF) IC系列，包括針對(duì)單相和三相商業(yè)應(yīng)用的TPSF12C1和TPSF12C3，以及面向汽車應(yīng)用的TPSF12C1-Q1和TPSF12C3-Q1。這些器件可以助力工程師解決設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，大幅提高設(shè)計(jì)的性能、可靠性和功率密度，降低共模發(fā)射以滿足嚴(yán)格的EMI標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)降低系統(tǒng)成本。

TI有源EMI濾波器解決方案，顯著降低方案尺寸

從事低EMI應(yīng)用的設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)電源時(shí)常常面臨著兩大挑戰(zhàn)：一是縮小方案體積，二是降低電磁干擾。因?yàn)殡娫聪到y(tǒng)中的無(wú)源濾波器設(shè)計(jì)采用笨重且昂貴的共模扼流圈，尺寸相當(dāng)于整個(gè)濾波器大小，可占電源方案總體積的30%，很難實(shí)現(xiàn)同時(shí)提高功率密度和降低EMI的需求。這時(shí)有源EMI濾波器(AEF)電路成為新一代電源管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更緊湊的濾波器解決方案。

下圖分別為單相和三相濾波器電路的原理圖，均采用有源解決方案代替?zhèn)鹘y(tǒng)的無(wú)源設(shè)計(jì)。單相TPSF12C1-Q1和三相TPSF12C3-Q1 AEF IC位于共模扼流圈之間，為共模電流提供了具有較低阻抗的分流路徑。可以看出有源解決方案中共模扼流圈LCM1和LCM2的電感比無(wú)源濾波器中共模扼流圈的電感低很多。

單相無(wú)源EMI濾波器（頂部）和具有更低共模扼流圈電感的相應(yīng)AEF電路（底部）

三相無(wú)源EMI濾波器（頂部）和具有更低共模扼流圈電感的相應(yīng)AEF電路（底部）

在車載充電器(OBC)應(yīng)用中，可使用有源電源濾波器IC減小磁性元件的尺寸和濾波器的總尺寸。此外，AEF還有通過(guò)降低元件功率損耗來(lái)改善熱管理并提高可靠性、減少受限空間內(nèi)元件之間的耦合、簡(jiǎn)化機(jī)械和封裝設(shè)計(jì)以及降低成本的其他優(yōu)勢(shì)。

德州儀器產(chǎn)品線經(jīng)理Roja de Cande表示，通過(guò)電容放大，德州儀器新的有源EMI濾波器IC使工程師能夠?qū)⒐材６罅魅Φ碾姼兄到档投噙_(dá)80%，這將有助于以具有成本效益的方式提高機(jī)械可靠性和功率密度。與純無(wú)源濾波器解決方案相比，該功能使設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒍罅魅Φ某叽鐪p小50%，并滿足嚴(yán)苛的EMI要求。

大幅減小共模EMI，滿足嚴(yán)格的EMI標(biāo)準(zhǔn)

有源濾波器解決方案可以抑制測(cè)得的共模噪聲。在典型的車載充電器應(yīng)用中，TI的TPSF12C1/-Q1和TPSF12C3/-Q1可以在單相和三相交流/直流電源系統(tǒng)中檢測(cè)和消除高達(dá)30dB的共模EMI（頻率范圍為100kHz至3MHz），在交流/直流電源、服務(wù)器、UPS和其他以共模噪聲為主的類似系統(tǒng)中也可以顯著提高設(shè)計(jì)的性能。

與此同時(shí)，獨(dú)立式有源EMI濾波器IC系列可以滿足CISPR 11、CISPR 32和CISPR 25 EMI要求，滿足IEC 61000-4-5浪涌抗擾度要求，從而更大限度地減少了對(duì)瞬態(tài)電壓抑制(TVS)二極管等外部保護(hù)元件的需求。

在談及供貨情況時(shí)，Roja de Cande介紹說(shuō)：“車規(guī)級(jí)TPSF12C1-Q1和TPSF12C3-Q1現(xiàn)已預(yù)量產(chǎn)，可通過(guò)TI官網(wǎng)購(gòu)買。而商用級(jí)TPSF12C1和TPSF12C3的預(yù)量產(chǎn)產(chǎn)品也將在2023年3月底通過(guò)TI官網(wǎng)開(kāi)放購(gòu)買?！?

TI提供TPSF12C1-Q1單相有源EMI濾波器評(píng)估模塊和TPSF12C3-Q1三相有源EMI濾波器評(píng)估板，以方便設(shè)計(jì)工程師評(píng)估TPSF12C1-Q1和TPSF12C3-Q1有源濾波器IC的性能。借助PSpice for TI仿真模型和快速入門計(jì)算器等支持工具，設(shè)計(jì)工程師也可以輕松地為其系統(tǒng)選擇和實(shí)施合適的元件。

德州儀器開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器業(yè)務(wù)部總經(jīng)理Carsten Oppitz 表示：“為了滿足客戶對(duì)更高性能和更低成本系統(tǒng)的需求，德州儀器持續(xù)推動(dòng)電源創(chuàng)新，從而以具有成本效益的方式應(yīng)對(duì) EMI 設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。我們相信，新的獨(dú)立式有源EMI濾波器IC產(chǎn)品組合將進(jìn)一步助力工程師解決他們所面臨的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，并大幅提高汽車、企業(yè)、航空航天和工業(yè)應(yīng)用中的性能和功率密度?！?

德州儀器引領(lǐng)電源行業(yè)前沿發(fā)展。未來(lái)德州儀器也將不斷通過(guò)研發(fā)更加先進(jìn)的電路拓?fù)浼夹g(shù)、更低導(dǎo)阻的功率器件技術(shù)、更高開(kāi)關(guān)頻率技術(shù)、更精巧的高壓?jiǎn)?dòng)技術(shù)等的創(chuàng)新手段，來(lái)解決電源管理中的低EMI、功率密度、低IQ、低噪聲和高精度、隔離的關(guān)鍵設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。