Texas Instruments TPSF12C3/TPSF12C3-Q1 独立的 有源滤波器 IC是为了减少三相交流 共模（CM）电磁干扰（EMI）系统中的 功率 。配置了 电压 感应和电流注入（VSCI）的有源 EMI滤波器（AEF）使用一个电容乘法器 circuit，以模拟传统无源 滤波器 设计中的Y电容。该器件使用一组检测电容器来检测每条电源线上的高频噪声。它使用注入电容器将降噪电流注入电源线。有效的有源电容由电路增益和注入电容设置。AEF检测和注入阻抗使用相对较低的电容值，组件尺寸较小。设备，包括 集成 滤波、补偿、保护 电路，以及一个使能 输入。

数据手册：

*附件：TPSF12C3-Q1数据表.pdf

*附件：TPSF12C3数据表.pdf

Texas Instruments TPSF12C3/TPSF12C3-Q1，为CM 噪声 在 频率范围，为 EMI 测量，提供一个非常低的 阻抗 路径。在指定的 频率 范围的低端(150kHz 至 3MHz)，启用高达 30dB 的CM 噪声 减少，大大降低了CM 大小、 重量，以及CM 滤波器 实施的成本。LMR140x0-Q1器件符合汽车应用类AEC-Q100认证。

特性

• 可提供功能安全文档来辅助功能安全系统的设计
• 电压检测、电流注入有源EMI滤波器
  • 针对CISPR 25 5级汽车EMI要求进行了优化
  • 实现共模发射低阻抗
  • 扼流圈尺寸、重量和成本减少了50%以上
  • 峰值注入电流为±80mA（典型值）
• 宽电源电压范围：8 V至16 V
• 结温范围：-40°C至150°C
• 简单配置，用于三相交流系统
  • 集成检测滤波器和求和网络
  • 线路频率下漏电流低
  • 简化的补偿网络
• 固有保护特性，可实现稳健设计
  • 可承受6kV 浪涌 (IEC 61000-4-5)，更大限度减少了外部元件数量
  • 用于远程开/关控制的使能引脚
  • 带迟滞的VDD 电压UVLO保护
  • 具有迟滞功能的热关断保护
• 4.2mm × 2mm SOT-23 14引脚(DYY)封装

功能框图

TPSF12C3独立式三相交流电源系统共模噪声抑制有源EMI滤波器技术解析

一、产品概述

TPSF12C3是德州仪器(TI)推出的独立式有源EMI滤波器IC，专门用于三相交流电源系统中的共模噪声抑制。该器件采用创新的电压检测-电流注入(VSCI)架构，具有以下核心特性：

• ‌功能安全支持‌：提供功能安全系统设计文档
• ‌高效噪声抑制‌：针对CISPR 11和CISPR 32 Class B传导EMI要求优化
• ‌显著体积缩减‌：可减少50%以上的扼流圈尺寸、重量和成本
• ‌宽工作范围‌：8V至16V电源电压，-40°C至150°C结温范围
• ‌集成保护‌：内置6kV浪涌保护(IEC 61000-4-5)、UVLO和热关断
• ‌紧凑封装‌：4.2mm×2mm SOT-23 14引脚(DYY)封装

二、关键电气参数

参数	规格	条件
电源电压范围	8V-16V	推荐12V
注入电流	±80mA(典型)	峰值
放大器带宽	113MHz	单位增益
静态电流	13.2mA(典型)	VDD=12V
UVLO阈值	7.7V(上升)/6.7V(下降)	带1V迟滞
热关断	175°C(触发)/155°C(恢复)	-
ESD防护	±2kV(HBM)/±500V(CDM)	-

三、核心技术解析

1. VSCI架构工作原理

TPSF12C3采用电压检测-电流注入(VSCI)技术：

• ‌检测阶段‌：通过CSEN1-4电容(典型680pF)检测三相线路上的高频噪声
• ‌处理阶段‌：内部高通滤波消除50/60Hz工频干扰，专用放大器处理CM噪声
• ‌注入阶段‌：通过CINJ电容(典型4.7nF)注入反相抵消电流
• ‌等效效果‌：实现相当于传统Y电容30-100倍的"有源电容"效果

2. 热共享补偿网络

独特的补偿设计确保稳定性：

• ‌主补偿网络‌：COMP1-COMP2间的RG(1.5kΩ)、CG1(10nF)和CG2(10pF)组成
• ‌三重阻尼路径‌：
  • 低频段：RD1(1kΩ)与CD2(22nF)提供主补偿
  • 中频段：RD3(200Ω)与CINJ并联阻尼
  • 高频段：RD1A(50Ω)改善相位裕度

3. 系统级保护机制

• ‌浪涌防护‌：集成TVS二极管接口，可承受6kV/1.2μs-50μs组合波
• ‌故障检测‌：自动识别LED开路/短路状态
• ‌安全控制‌：EN引脚支持远程关断(55μA待机电流)
• ‌热管理‌：94°C/W结至环境热阻(14引脚DYY封装)

四、典型应用设计

1. 10kW三相PFC电路EMI滤波方案

‌设计要点‌：

1. ‌元件选型‌：
   • 检测电容：4×680pF Y2级(DE2B3SA681KN3AX02F)
   • 注入电容：4.7nF Y2级(DE2E3SA472MA3BX02F)
   • 阻尼电阻：RD1=1kΩ, RD1A=50Ω, RD3=200Ω
2. ‌PCB布局‌：
   • 高压走线间距≥3.8mm(150mil)
   • 检测走线与注入走线分层布置
   • COMP补偿网络距器件<5mm
   • VDD去耦电容(1μF)紧贴引脚
3. ‌性能对比‌：
   • 传统方案：需2级共模扼流圈(每级10mH)
   • AEF方案：扼流圈减至2mH，体积减少60%

2. 电动汽车充电桩应用

‌特殊设计考虑‌：

• ‌环境适应性‌：-40°C至105°C环境温度要求
• ‌可靠性‌：符合AEC-Q100 Grade 1标准
• ‌安全隔离‌：检测/注入电容满足300VAC Y2评级
• ‌诊断功能‌：通过FAULT引脚实现状态监控