TPSF12C1独立式有源EMI滤波器技术解析

描述

Texas Instruments TPSF12C1/TPSF12C1-Q1 独立的 有源滤波器 IC是为减少单相交流 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:TPSF12C1数据表.pdf

*附件:TPSF12C1-Q1数据表.pdf

Texas Instruments TPSF12C1/TPSF12C1-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 滤波器 实施的 大小,重量,和成本。TPSF12C1-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,用于单相交流系统
    • 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

电磁干扰

TPSF12C1独立式有源EMI滤波器技术解析

一、产品概述

TPSF12C1是德州仪器(TI)推出的独立式有源EMI滤波器IC,专门用于抑制单相交流电源系统中的共模噪声。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
  • 宽工作范围‌:8V至16V供电电压,-40°C至150°C结温范围
  • 显著体积缩减‌:可实现50%以上的扼流圈尺寸、重量和成本降低
  • 集成保护功能‌:支持6kV浪涌保护(IEC 61000-4-5)、热关断保护

二、关键参数规格

参数类别规格参数
电源特性工作电压8-16V,静态电流13.2mA(典型)
噪声抑制峰值注入电流±80mA(典型),113MHz单位增益带宽
保护功能6kV浪涌耐受,175°C热关断阈值(典型)
封装信息4.2mm×2mm SOT-23 14引脚(DYY)封装

三、核心技术解析

1. 电压检测-电流注入(VSCI)架构

TPSF12C1通过CSEN1/CSEN2引脚连接的检测电容感知电源线上的高频噪声,再通过INJ引脚和注入电容(CINJ)将噪声抵消电流注回电源线。这种架构实现了:

  • 有效模拟传统无源滤波器中的Y电容
  • 使用小尺寸元件实现高噪声抑制
  • 集成滤波、补偿和保护电路

2. 共模噪声抑制机制

在150kHz至3MHz的EMI频率范围内,器件提供极低的共模阻抗路径,典型应用可实现:

  • 在低频端(如150kHz)提供30dB以上的共模噪声抑制
  • 显著减小共模滤波器的物理尺寸
  • 保持线路频率下的低泄漏电流特性

3. 保护功能

  • 浪涌保护‌:配合TVS二极管可承受6kV浪涌
  • 热关断‌:175°C阈值(典型),20°C迟滞
  • 电源管理‌:带迟滞的VDD欠压锁定(UVLO)保护
  • 使能控制‌:通过EN引脚实现远程开关控制

四、应用领域

  1. 服务器电源‌:高密度机架式PSU
  2. 工业系统‌:HVAC电机控制、焊接设备
  3. 通信设备‌:AC/DC整流器
  4. 汽车电子‌:符合AEC-Q100标准的-Q1版本
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