Фільтри електромагнітних завад від компанії TE CONNECTIVITY

У статті наведена коротка інформація про но­менклатуру протизавадних фільтрів компанії TE connectivity. Наведені характеристики деяких серій фільтрів, які дозволяють зробити висновок про високу ефективність цієї продукції для бо­ротьби з кондуктивними завадами, що розпов­сюджуються як по проводах живлення, так і по сигнальних лініях.

В. Макаренко

Кожен електричний або електронний пристрій має з’єднання з джерелами живлення, які є потен­ційним джерелом електромагнітних завад (EM3). Фільтри та аксесуари Corcom EMI від TE connectivity допомагають боротися з цими проблемами, і вони визнані у всьому світі та схвалені найбільшими аген­ціями з безпеки, включаючи UL, CSA та VDE . Мін­ливі міжнародні стандарти зобов’язують проекту­вальників постійно переглядати і оцінювати свої по­треби в наявності відповідних новим вимогам фільт­рів.

TE Connectivity пропонує більше 300 рішень для боротьби з електромагнітними завадами, а також з дотриманням міжнародних стандартів щодо викидів шкідливих речовин . Фільтри Corcom випускають­ся в широкому асортименті як для однофазних так і трифазних пристроїв, а також з вхідними модулями IEC і модулями введення живлення, які можуть по­єднувати в собі кілька функцій для зниження витрат, займаного простору і трудовитрат.

Також TE пропонує рішення для систем постійно­го струму і додатків, що вимагають надзвичайно ви­сокої продуктивності, з живильними фільтрами і конденсаторами для широкого спектру застосу­вань. У наведений перелік фільтрів ЕМ3 та захи­сту ліній зв’язку що включає:

• радіочастотні фільтри для ліній електропереда­чі
• фільтри постійного струму
• вхідні фільтри IECта модулі введення живлення
• прохідні фільтри і конденсатори
• фільтри для захисту сигнальних ліній

фільтри для коректорів коефіцієнта потужності. Фільтрація завад має важливе значення в сучасній електронній апаратурі. За допомогою фільтрації вирішуються дві основні задачі: захист пристроїв від зовнішнього електромагнітного впливу і створення перешкод для проникнення паразитного випромі­нювання, що виникає при роботі приладів, в навко­лишнє середовище. Захист від зовнішніх наведень сприяє підвищенню завадостійкості і надійності ро­боти пристроїв. Захист від проникнення паразитних випромінювань за межі пристрою сприяє поліпшен­ню загальної електромагнітної обстановки і послаб­лює ефективність різного роду атак на модулі, при­значені для обробки і захисту інформації.

Компанія TE Connectivity випускає досить велику кількість моделей силових фільтрів, призначених для роботи в однофазних і трьохфазних мережах змінного струму, а також для захисту шин живлення постійного струму. Фільтри мають високі електричні характеристики і широкий діапазон робочих темпе­ратур (при номінальному струмі навантаження І_н) від -10 до 40 °C. Повний діапазон робочих температур від -10 до 85 °C. При температурі навколишнього се­редовища Ta вище +40 °C максимальний робочий струм обчислюється по формулі:

Якість фільтрів компанії TE Connectivity підтверд­жують сертифікати UL (UL Recognized), CSA (CSA Certified) і VDE (VDE Approved).

Розглянемо деякі найбільш характерні серії си­лових фільтрів TE Connectivity. Рішення, пов’язані з чутливістю до електромагнітних завад/радіочастот- них завад (EMI/RFI), а також з дотриманням міжна­родних стандартів по викидах для однофазних джерел живлення (включаючи конструкції для монтажу на шасі і платі, а також одноступінчасті і двоступінча­сті фільтри). В цій категорії фільтрів налічується 31 серія продуктів : AQ, B, DK, EBP, EDP, EOP, EMC, EP & VP, FC, FL, G, HQ, HT, HZ, IK, K, MV, N, Q, R, RK, S, SB, SK, T, U, V, W, WG, X, Y, Z.

Для зручності пошуку у наведено алгоритм пошуку фільтрів за функціональним призначенням та струмом. На рис. 1 наведений дещо спрощений цей алгоритм (без вказання сторінок у клітинках з вказанням серії).

Рис. 1. Алгоритм пошуку фільтрів ЕМЗ за призначенням та струмом

Розглянемо для прикладу фільтри серії AQ.

Високочастотні мережеві фільтри або модулі введення живлення серії AQ

Основні характеристики фільтрів серії AQ:

• недороге рішення для усунення завад в лінії електропередачі на високих частотах
• діапазон частот в загальному і диференціаль­ному режимах від 10 кГц до 1 ГГц

поставляється з входом IEC, запобіжником і перемикачем

• підходять для додатків, де комп’ютери викори­стовуються для обробки секретної або конфіденцій­ної інформації
• максимальний струм витоку по кожній лінії на землю:
• при 120 В змінного струму частотою 60 Гц:

1,2 мА і 0.7 мА (моделі 3 і 6 А)

♦ при 250 В змінного струму частотою 50 Гц:

2,3 мА і 1,2 мА (моделі 3 і 6 А)

• напруга пробою (одна хвилина) при номіналь­ній потужності:
• підключення до землі 2250 В постійного струму
• підключення до мережі 1450 В постійного струму
• номінальна напруга (макс.) 250 В змінного струму
• номінальний струм 3 або 6 А
• діапазон робочих температур

♦ навколишнього середовища (при номінальному струмі) від -10 до +40 °C

♦ при температурі навколишнього середовища Ta вище +40 °C максимальний робочий струм обчис­люється по формулі (1).

Зовнішній вигляд фільтрів наведено на рис. 2.

Рис. 2. Зовнішній вигляд фільтрів 3VAQ8F та 6VAQ8F

Принципові схеми фільтрів з номінальним стру­мом 3 і 6 А наведені на рис. 3.

Рис. 3. Принципові схеми фільтрів на номінальний струм 3 і 6 А

Графіки залежності загасання, внесеного фільт­рами від частоти електромагнітних завад, наведені на рис. 4.

Рис. 4. Графіки залежності загасання, внесеного фільтрами, від частоти електромагнітних завад

Як випливає з рис. 4, фільтри забезпечують зага­сання завад близько 100 дБ в діапазоні частот від 2 до 2000 МГц.

Розглянемо властивості багатоцільових фільтрів радіочастотних завад S-серії, призначених для зни­ження завад від імпульсних джерел живлення і при використанні для зменшення викидів в обладнанні, для відповідність вимогам FCC Part 15, Subpart J і EN55022, рівень A, до 150 кГц.

Основні параметри фільтрів:

• максимальний струм витоку по кожній лінії на землю фільтрів 3 і 20 А та 60 А:

♦    при 120 В змінного струму частотою 60 Гц: 0.4 мА (3 і 20 А), 0.75 мА (60 А)

♦    при 250 В змінного струму частотою 50 Гц: 0.7 мА (3 і 20 А), 1,25 мА (60 А)

• напруга пробою (одна хвилина) при номіналь­ній потужності:
• підключення до землі 2250 В постійного стру­му
• підключення до мережі 1450 В постійного струму
• номінальна напруга (макс.) 250 В змінного струму
• номінальний струм від 3 до 60 А
• діапазон робочих температур аналогічно фільт­рамсерії AQ.

Електрична схема фільтра 60VS наведена на рис. 5.

Рис. 5. Електрична схема фільтра 60VS

У серію входить 5 модифікацій фільтрів на струми 3, 6, 10, 20 і 60 А. Зовнішній вигляд фільтрів наведе­ний на рис. 6.

Рис. 6. Зовнішній вигляд фільтрів S-серії

На рис. 7. наведені графіки залежності загасання внесеного фільтрами серії S від частоти електро­магнітних завад та номінального струму.

Рис. 7. Графіки залежності загасання внесеного фільтрами серії S від частоти електромагнітних завад та номінального струму

Модульні фільтри для захисту сигнальних ліній

Для захисту сигнальних ліній при передаванні даних по локальних мережах TE connectivity пропонує модульні фільтри SignalSentry серії Jack які по­єднують в собі фільтри завад в корпусах модульних роз’ємів RJ45 і RJ11 (рис. 8).

Рис. 8. Низькопрофільні роз’єми RJ11 та RJ45 з фільтрами і без них

Конструкція фільтрів не тільки економить площу надрукованій платі, але і дозволяє розмістити фільт­руючі елементи там, де вони можуть найбільш ефек­тивно усувати високочастотні завади.

Роз’єми RJ11 і RJ45 серій L і N забезпечують фільтрація за допомогою котушок індуктивності і додаткового екранування, у той час як серії LC і LCT поєднують котушки індуктивності з конденсаторами ємністю 82 або 820 пФ. Серії X і Z доповнюють асор­тимент низькопрофільних роз’ємів без фільтрів за­вад.

У наведено алгоритм пошуку роз’ємів RJ11 і RJ45 з фільтрами ЕМЗ.

Основні характеристики роз’ємів:

• контакти:
• матеріал – фосфорна бронза
• покриття – золото товщиною 50 мікродюймів
• захисне покриття – нікель товщиною 100 мік- родюймів
• опір:
• початкове значення не більше 20 мОм
• після 500 циклів сполучення не більше 30 мОм
• ферит:
• нікель-цинкова кераміка з високим питомим опором
• втулки – циліндри з одним отвором
• корпус – прямокутна призма з декількома отво­рами
• матеріал екрану – луджений мідний сплав
• матеріал корпусу – склонаповнений поліестер (UL94V-0)
• напруга пробою при підключенні від лінії до лінії і від лінії до землі – 1000 В змінного струму протягом 60 с.

Більш детальну інформацію про характеристики фільтрів для послаблення електромагнітних завад можна знайти у .

Розглянуті в статті силові фільтри компанії TE Connectivity дозволяють значно знизити рівень по­бічних електромагнітних випромінювань в різній радіоелектронній апаратурі і підвищити перешкодоза- хищеність по колах живлення. Це в свою чергу спри­ятливо позначається на надійності і терміні служби електронної апаратури.

Рис. 9. Алгоритм пошуку роз’ємів RJ11 і RJ45 з фільтрами ЕМЗ

Невеликі габаритні розміри, простота підключен­ня і низька вартість роблять фільтри компанії TE Connectivity оптимальним вибором для інженерів, що займаються боротьбою з електромагнітними за­вадами в радіоелектронній апаратурі.

ЛІТЕРАТУРА

• EMI Filtering and Compliance / https://www.te.com/en/products/emi-and-emc-solu- tions/emi-filters.html
• Corcom Product Guide / https://www.te.com/commerce/DocumentDelivery/D DEController?Action=srchrtrv&DocNm=1654001_COR COM_PRODUCT_GUIDE&DocType=CS&DocLang=EN
• Corcom EMI/RFI Filter Product Overview / https://www.te.com/commerce/DocumentDelivery/D DEController?Action=showdoc&DocId=Data+Sheet%7 F1-1654250- 1_CORCOM_EMI_RFI_QRG%7F1011%7Fpdf%7FEng- lish%7FENG_DS_1-1654250- 1_CORCOM_EMI_RFI_QRG_1011.pdf%7F6609048-1
• Corcom Filters Guide / http://www.meisong- bei.com/res/meisongbei/pdres/201010/corcom-fil- ters-guide.pdf