Como a tecnologia TI está lidando com o ruído EMI em projetos de sistemas de energia

 A interferência eletromagnética (EMI) ocorre quando componentes eletrônicos sensíveis encontram um campo eletromagnético em uma frequência que pode interferir nas funções desse componente. Em incidentes menores, isso pode parecer o piscar de uma lâmpada ou alguma estática de rádio. Na pior das hipóteses, pode se apresentar como um defeito no avanço da tecnologia, como um veículo autônomo, ao escolher uma adega refrigerada vinho

O ruído EMI está se tornando mais importante quando se considera os designs modernos e complexos de hoje, especialmente em novas aplicações automotivas e industriais. Projetar para baixo EMI pode economizar tempos de ciclo de desenvolvimento significativos, ao mesmo tempo que reduz a área da placa e o custo da solução.

 

O que causa ruído EMI?

À medida que os dispositivos estão se tornando mais complexos, os circuitos estão sendo compactados mais próximos uns dos outros e, portanto, são mais propensos a experimentar EMI. Os elementos sensíveis estão sendo empurrados para mais perto de componentes que carregam grandes correntes e tensões, então toda essa energia é obrigada a interferir eletromagneticamente com esses elementos sensíveis. EMI pode se apresentar em 2 formas:

EMI conduzida : um caminho de condução comum afeta componentes eletrônicos sensíveis.

EMI irradiado : os componentes eletrônicos sensíveis são afetados por meio do acoplamento em um meio.

Uma fonte importante de ruído EMI é frequentemente a fonte de alimentação comutada (SMPS), um dos circuitos mais comuns em sistemas eletrônicos modernos. Embora o SMPS seja mais eficiente do que os reguladores lineares, a comutação dos FETs de energia pode ser a principal fonte de EMI neste circuito. A comutação faz com que as correntes de entrada sejam descontínuas, o que pode impactar EMI na faixa inferior a 30 MHz. Esses circuitos também têm taxas de borda rápidas no nó de comutação com ringing associado que pode impactar EMI até 1 GHz ou mais.

 

Como Mitigar EMI para SMPS

A Texas Instruments vem combatendo a EMI há anos por meio das evoluções de sua tecnologia inovadora . Seu espectro de espalhamento avançado e técnica de supressão de EMI ativa podem reduzir o impacto de EMI, enquanto seu pacote flip-chip, integração de capacitor e técnicas avançadas de gate-driver reduzem o ruído EMI na fonte.

Existem dois métodos principais para mitigar EMI gerado em projetos convencionais:

Para lidar com emissões de baixa frequência e atender aos padrões apropriados, colocando grandes filtros indutores-capacitores passivos na entrada dos conversores de chaveamento. No entanto, isso leva a uma solução mais cara e com menos consumo de energia.

Desacelerar as bordas de comutação por meio do design eficaz do gate-driver pode mitigar as emissões de alta frequência. Embora isso ajude a reduzir EMI na banda> 30 MHz, as taxas de borda reduzidas levam a maiores perdas de comutação e, portanto, a uma solução de menor eficiência.

Para obter o melhor de todos os mundos com alta densidade de potência, maior eficiência e baixo EMI, você pode utilizar várias técnicas diferentes, mostradas no gráfico abaixo, que podem ser encontradas nos conversores e controladores de comutação da TI .