EO_503

POWER EMI ELETTRONICA OGGI 503 - GIUGNO/LUGLIO 2022 39 ingresso e genera una corrente di fase opposta che va ad annullarsi direttamente con la corrente EMI generata da uno stadio di commutazione. Al riguardo, è possibile osservare un esempio nei circuiti a filtro passivo e attivo semplificati nella figura 1, dove i N e Z N indicano rispettivamente la fonte di corrente e l’im- pedenza del circuito equivalente di Norton per il rumore di modo differenziale di un regolatore CC/CC. Il filtro EMI attivo configurato con rilevamento della ten- sione e cancellazione della corrente (VSCC) nella figura 1b utilizza un circuito ad amplificatore operazionale ( op- amp ) come moltiplicatore capacitivo in sostituzione del condensatore del filtro (C F ) nel progetto passivo. Le im- pedenze di rilevamento, iniezione e compensazione del filtro attivo mostrate utilizzano valori di capacità relati- vamente bassi con un ingombro ridotto dei componenti per progettare un termine di guadagno indicato come G OP . La capacità attiva effettiva è impostata dal guadagno del circuito ad amplificatore operazionale e da un condensa- tore di iniezione (C INJ ). La Figura 1 contiene le espressioni per le frequenze ef- fettive di taglio del filtro. Il G OP effettivo consente di re- alizzare un progetto attivo con valori ridotti per indutto- ri e condensatori e una frequenza di taglio equivalente a quella dell’implementazione passiva. Prestazioni di filtraggio migliorate La figura 2 confronta i progetti di filtri EMI passivi e attivi basati su test EMI condotti per soddisfare la norma CISPR 25 Classe 5 del Comité International Spécial des Pertur- bations Radioélectriques utilizzando rilevatori di picco e di media. Ciascun progetto utilizza uno stadio di potenza basato sul controller buck CC/CC sincrono LM25149-Q1, che offre un’uscita a 5 V e 6 A da un ingresso di batteria automobilistica di 13,5 V. La frequenza di commutazione è di 440 kHz. La figura 3 mostra i risultati con abilitazione e disabilita- zione del circuito AEF. Il filtro EMI attivo mostra un’at- tenuazione delle basse e medie frequenze molto migliore rispetto alla firma del rumore non filtrato o grezzo. Il suo livello di EMI di picco della componente di frequenza fon- damentale a 440 kHz è ridotto di quasi 50 dB, agevolando molto i progettisti nel soddisfare i severi requisiti EMI. Minori ingombri su circuito stampato La figura 4 mostra un confronto tra i layout di circuito stampato (PCB) degli stadi a filtro passivo e attivo da cui derivano i risultati della figura 2. Il footprint dell’indut- Fig. 1 – Implementazioni di circuiti con filtraggio passivo convenzionale (a) e filtraggio attivo (b) Fig. 2 – Confronto tra una soluzione a filtro passivo (a) e il progetto a filtro attivo (b) utilizzando condizioni operative equivalenti per stadio di potenza Fig. 3 – Confronto delle prestazioni di filtraggio con AEF disabilitato (a) e abilitato (b)