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伝導エミッション LCフィルタ

CISPR 22/FCC伝導エミッション制限値を満たすLCフィルタを設計します。

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公式

f₀ = f / 10^(A/40), L = Z√(1/(2πf₀)²/Z)

仕組み

伝導性エミッションは、電源ケーブルを通って逆流する高周波ノイズ電流で、同じ電源上の他の機器に干渉する可能性があります。CISPR 22 クラス B では、LISN (ラインインピーダンス安定化ネットワーク) 測定を使用して、伝導エミッションを 150 kHz ～ 30 MHz の範囲に制限しています。この制限値は150kHzで通常66dBμVで、500kHzで56dBμVに下がり、その後30MHzで60dBμVでフラットになります。メイン入力の LC ローパス・フィルタによって必要な減衰が得られます。2 次フィルタの場合、減衰量は A = 40·log( f/f) dB なので、必要なコーナー周波数は f= f/10^ (A/40) です。必要な部品値は C = √ (1/ (2π f) ² × Z_L) と L = Z_L × C です。ここで、Z_L はインピーダンスリファレンス (LISN 測定の場合は 50 Ω) です。

計算例

問題: SMPSでは、150kHzで80dBμVの伝導エミッションが発生しています。CISPR 22 クラス B のリミットは 66 dBμV です。50 Ω のリファレンスを使用して 150 kHz で 14 dB 減衰する LC フィルターを設計してください。
解決策:
1。必要な減衰量: A = 80 − 66 = 14 デシベル
2.マージンを追加: 合計減衰量を 20 dB とします。
3.必要値: f= 150,000/10^ (20/40) = 150,000/10^0.5 = 150,000/3.162 = 47.4 kHz
4.液晶製品: LC = 1/ (2π × 47,400) ² = 1/ (8.86×10¹) = 1.13×10¹
5.C = √ (1.13×10¹ /50) = √ (2.26×10¹ ³) = 475 nF ≈470 nF
6.L = 50 × 475×10= 23.75 μH ≈22 μH (標準値)
結果: 伝導エミッションフィルタには 22 μH のインダクタと 470 nF のコンデンサを使用してください。インダクタの定格電流とコンデンサの主電源定格を確認してください。

実践的なヒント

  • ✓標準の市販のEMIフィルタモジュールを使用してください。これらのモジュールは、テスト済みの安全認定パッケージにコモンモードチョーク、X2コンデンサ、およびY1/Y2コンデンサを統合しています。
  • ✓製品の内部配線にノイズが入らないように、主電源のEMIフィルタは、他の回路よりも前に製品（電源入力コネクタ）への入力点に配置してください。
  • ✓複数の周波数でフィルターを使用した場合と使用しない場合の伝導エミッションを測定します。フィルターによっては、特定の周波数でエミッションを悪化させる共振が発生します。

よくある間違い

  • ✗導電性エミッションフィルタには、100 kHzを超えると高周波性能が不十分な電解コンデンサを使用します。AC電源用の定格X2 (主電源用) フィルムコンデンサを使用してください。
  • ✗CISPRの限界値に合わせてフィルタのサイズを正確に決めてください。製造時のばらつき、温度、測定の不確かさを考慮して、必ず6～10 dBのマージンを加えてください。
  • ✗差動モード成分は無視してください。伝導性放射にはコモンモード成分と差動モード成分の両方があり、LCフィルタは差動モードを対象とし、コモンモードチョークはコモンモードを対象としています。

よくある質問

X コンデンサは主電源の両端に (ライン間で) 配置され、差動モードノイズを抑制します。これらのコンデンサは AC 電圧が高く定格であり、セーフフェイル仕様でなければなりません (ショートして感電の危険が生じることはありません)。Y コンデンサはラインまたはニュートラルからアース/シャーシに接続され、コモンモードノイズを抑制し、安全基準では漏れが少ないことが求められます。
該当する規格は、製品カテゴリと市場によって異なります。一般的な規格：米国のIT機器についてはCISPR 22/EN 55022（現在のCISPR 32/EN 55032）、産業/科学機器についてはCISPR 11/EN 55011、自動車コンポーネントについてはCISPR 25、消費者向け製品についてはFCCパート15クラスBです。
コモンモードチョークだけで抑制されるのはコモンモードノイズだけです。完全なコンプライアンスを実現するには、通常、コモンモードチョークとX/Yコンデンサの両方を使用して、コモンモードノイズと差動モードノイズの両方に対処する必要があります。完全なEMIフィルタ・モジュールが両方に対応します。

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