【導讀】在這個互聯(lián)程度日益提高的世界中，我們正在越來越多地依賴各種電子儀器和設(shè)備，以及其中包含的半導體器件。因此，我們會發(fā)現(xiàn)，市場對于能夠管理電磁干擾 (EMI) 和無線電頻譜中射頻干擾 (RMI) 組件的需求比以往任何時候都高，這并不足為奇。
事實上，根據(jù) Verified Market Research 的一份研究報告，全球 EMI/RFI 濾波器市場目前價值約為 8.5 億美元，預(yù)計到 2027 年將增至近 11 億美元，在此期間的復合年增長率為 3.56%。隨著制造業(yè)和汽車等行業(yè)的數(shù)字化和電氣化趨勢加速，EMI/RFI 濾波器的應(yīng)用范圍可能會變得越來越多樣化。
EMI 濾波器設(shè)計注意事項
因此，在評估市場上一些最新設(shè)備的性能之前，讓我們首先更深入地了解 EMI 濾波器的作用。一般而言，EMI/RFI 濾波器可防止在信號或電源線上產(chǎn)生干擾，這種干擾可能嚴重影響設(shè)備或設(shè)備中的電路，影響設(shè)備性能或最終導致完全故障。EMI/RFI 濾波器主要是通過阻止較高頻率的電磁噪聲，同時允許所需的較低頻率信號通過來防止干擾。
這些組件還可幫助制造商滿足世界各地嚴格的機電兼容性標準，限制設(shè)備對于交流電網(wǎng)釋放的噪聲。這種機制適用于幾乎所有采用交流電的設(shè)備，包括工業(yè)機械到醫(yī)療設(shè)備和商業(yè)設(shè)備（例如 ATM 自動提款機），再到小型白色家電（例如咖啡機）等。因此，EMI濾波器可以說無處不在，對保證系統(tǒng)性能至關(guān)重要。
更高密度組件
從歷史上看，最常見和最有效的一種 EMI 濾波器類型是共模扼流圈。通常情況下，這些器件的特點是導體繞組通過鐵氧體磁芯耦合在一起。共模環(huán)形扼流圈具有多種特性，通常采用納米晶體金屬芯設(shè)計，可用于多種防止噪聲領(lǐng)域。
然而，隨著技術(shù)的快速發(fā)展，滿足單相 EMC 要求的塑料外殼濾波器最近脫穎而出。這些最新一代設(shè)備大多采用了軟納米晶體材料的專利改進技術(shù)，從而能夠生成更加優(yōu)化的芯核，可以提供一些獨特的性能優(yōu)勢。
更值得注意的是，與傳統(tǒng) EMI 濾波器中的鐵氧體變體相比，這些納米晶體材料具有更高的磁導率和更低的損耗。與之前市場可用的其他 EMI 濾波器相比，能夠?qū)崿F(xiàn)更緊湊和更高密度的設(shè)計，從而實現(xiàn)更高的衰減能力和更小體積封裝。
一些納米晶體芯核器件非常小，包括磁性元件和電容器在內(nèi)，一些器件的尺寸僅為 75 x 44 x 25 毫米，使其比采用鐵氧體芯核的競爭濾波器小 20% 至 60%，但仍然能夠提供卓越的衰減性能。這些特性對設(shè)計工程師來說非常有價值，因為它們有助于滿足電子設(shè)備小型化的一貫趨勢。
此外，磁導率較高的鐵氧體材料在低頻范圍內(nèi)有效，而磁導率較低的鐵氧體材料則在高頻范圍內(nèi)有效。但最新一代的金屬納米晶體材料在低頻和高頻寬帶頻率范圍內(nèi)都很有效，因此能夠提供一種高度靈活的解決方案。
EMI濾波器創(chuàng)新技術(shù)
那么，這些研發(fā)活動是如何體現(xiàn)在新濾波器產(chǎn)品的創(chuàng)新方面呢？如圖 1所示，最新的單相濾波器能夠以小巧輕便的封裝為設(shè)計工程師提供出色的噪聲衰減性能。該濾波器的額定電壓可高達 250 VAC，頻率為 50 或 60 Hz，額定電流范圍為 6 至 30A。通常，它們封裝在帶有螺釘端子的外殼中，以便在接線時提供便利和靈活性。
圖 1：KEMET 的 GTX 系列濾波器。
最新推出的器件包括多個 Y 類電容器組合，可處理不同的頻率，并支持各種逆變器拓撲，組合選項在輸入和輸出上都有 Y 類電容器。這些緊湊型組件可以在-25 ℃到55 ℃的溫度范圍內(nèi)工作，并且獲得了 UL、c-UL 和 TUV 認證，符合 RoHS 標準。
多種類型組件的性能參數(shù)意味著最新的單相濾波器在各個領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。例如，在工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，它們可用于通用逆變器、工廠自動化、機床和焊機等。同時，在醫(yī)療設(shè)備中，它們已被用于一系列診斷設(shè)備甚至按摩椅等。
GTX 系列應(yīng)用
KEMET公司的GTX 系列能夠以緊湊輕巧的設(shè)計提供一種用于抑制單相電壓線上電磁傳導噪聲的解決方案（參見圖 2）。
圖 2：GTX 濾波器的內(nèi)部電路圖示。
通過根據(jù)額定電流和所需 Y電容器模式，可以從 30 種產(chǎn)品變體中進行選擇，針對特定的噪聲頻率實現(xiàn)高衰減性能（參見圖 3）。
圖 3：GTX-2060*** 的衰減圖示例。（6A 等級）
例如，GTX-2060*** 的額定電流為 6A，可以在各種Y電容器配置中進行選擇。在需要 6A 額定值的應(yīng)用中，YXX 型號的峰值衰減大約在 500 kHz，Y22 約在 1 MHz，Y0X 約在 10 MHz，依此類推。
EMI/RFI 濾波技術(shù)創(chuàng)新
在 EMI/RFI 濾波技術(shù)方面已經(jīng)出現(xiàn)了高水平創(chuàng)新，這些創(chuàng)新大多源于近年來的協(xié)同研究和開發(fā)工作，從而最終導致用于抑制單相電壓線路傳導噪聲的新產(chǎn)品產(chǎn)生。通過采用先進的納米晶體磁芯材料，這些濾波器能夠在緊湊的塑料外殼中實現(xiàn)出色的衰減特性，集成的 Y電容器組合可為所有應(yīng)用提供高靈活性。
總之，通過這種創(chuàng)新，再加上與其他可用產(chǎn)品相結(jié)合，能夠確保 EMI/RFI 噪聲始終受到控制，同時為設(shè)計工程師提供所需的靈活性。
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