Condensador cerâmico da série NFM
Contramedida de ruído usando capacitores de 3 terminais com conexão direta
1. Introdução
Técnicas de controle de ruído estão se tornando cada vez mais importantes devido à operação de alta velocidade dos CIs e à eletrificação dos automóveis.
Esta nota de aplicação apresenta exemplos de uso do capacitor de 3 terminais como um filtro (conexão de passagem) para emissão irradiada e imunidade conduzida.
Para obter informações sobre conexões "passantes" e "não passantes", clique aqui.
Noções básicas de contramedidas de ruídoLição 11 Notas sobre o uso de capacitores de chip de 3 terminais | Murata Manufacturing Articles (murata.com)
2. Emissão radiada
Nos últimos anos, a frequência de comutação dos conversores CC/CC aumentou devido à procura de miniaturização dos circuitos, e o seu ruído harmónico tende a existir até frequências elevadas.
Além disso, a ressonância devida à indutância parasita e à capacitância flutuante do CI e da PCB gera ruído de alto nível a alta frequência.
Como contramedida, esta nota apresenta exemplos em que o condensador de 3 terminais é utilizado na linha de saída ou na linha de entrada de um conversor CC/CC.
O condensador de 3 terminais (ligação direta) na linha de saída do conversor DC/DC. (para o consumidor)
Comparámos o efeito de redução do ruído de um MLCC normal de 2 terminais e de um condensador de baixa ESL de 3 terminais.
Em primeiro lugar, apresentamos as caraterísticas de frequência das duas perdas de inserção. Pode ver-se que o condensador de 3 terminais tem um excelente efeito de filtro de cerca de 20dB na região de 10 MHz ou mais.
A tensão de saída DC/DC pode ter ondulações e picos de ruído acentuados, como mostra a figura abaixo.
Assim, um condensador de 3 terminais em vez de um MLCC de 2 terminais pode reduzir significativamente o ruído de pico.
De seguida, o resultado da medição do ruído de radiação (CISPR32/3m) é apresentado abaixo.
Ao utilizar o condensador de baixo ESL de 3 terminais, conseguimos confirmar que a redução do ruído foi superior a 15dB em comparação com o MLCC de 2 terminais.
O condensador de 3 terminais (ligação direta) na linha de entrada do conversor CC/CC. (para dispositivos instalados em veículos)
Os conversores CC/CC geram grande ruído não só na linha de saída, mas também na linha de entrada.
Colocámos "sem filtro", "filtro tipo pi" e "condensador de 3 terminais" na linha de alimentação de entrada do CC/CC utilizado no equipamento de bordo e comparámos o ruído de emissão radiada destes 3 padrões.
Como se pode ver nos resultados, 1 elemento de um condensador de 3 terminais tem o mesmo efeito de redução do ruído que um filtro de tipo π (3 elementos), o que reduz o número de componentes.
3. Imunidade por condução
Os condensadores de 3 terminais também podem ser utilizados para imunidade conduzida.
No teste DPI (IEC62132-4), que é o teste de avaliação da imunidade para semicondutores, utilizámos o condensador de 3 terminais (através de ligação) na linha de alimentação da MCU.
Ao utilizar o condensador de 3 terminais, os resultados de NG melhoraram para OK.
4. Conclusão
Este artigo introduziu o efeito de redução de ruído de um condensador de 3 terminais (ligação de passagem) com baixa ESL.
Apresentámos os resultados dos testes de emissão de radiação e imunidade à condução de conversores DC/DC. Além disso, pode ser utilizado para evitar emissões por condução e auto-envenenamento em dispositivos electrónicos.
Pode ser utilizado não só para adicionar condensadores de 3 terminais a circuitos electrónicos, mas também para substituir MLCCs de 2 terminais e filtros atualmente em uso.
Considere a utilização de um condensador de 3 terminais como uma das soluções para o controlo do ruído.
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