有源EMI滤波器IC，一个TI献给低EMI应用的设计工程师的法宝

受全球高效节能化、小型多功能化，以及电子设备必须遵守强制性能效规范的要求的发展趋势的影响，半导体行业越来越关注电源管理技术。而对电气系统的更高功率密度、更少电磁干扰(EMI)的需求也“水涨船高”。设计紧凑、高效的EMI输入滤波器是高密度开关稳压器面临的主要挑战之一，对于在汽车、企业、航空航天等其他高度受限系统环境中实现电气化的优势至关重要。

致力于通过突破性成果推动电源发展的德州仪器(TI)，在日前举行的新品发布会上带来行业领先的独立式有源EMI滤波器(AEF) IC系列，包括针对单相和三相商业应用的TPSF12C1和TPSF12C3，以及面向汽车应用的TPSF12C1-Q1和TPSF12C3-Q1。这些器件可以助力工程师解决设计挑战，大幅提高设计的性能、可靠性和功率密度，降低共模发射以满足严格的EMI标准，同时降低系统成本。

TI有源EMI滤波器解决方案，显著降低方案尺寸

从事低EMI应用的设计工程师在设计电源时常常面临着两大挑战：一是缩小方案体积，二是降低电磁干扰。因为电源系统中的无源滤波器设计采用笨重且昂贵的共模扼流圈，尺寸相当于整个滤波器大小，可占电源方案总体积的30%，很难实现同时提高功率密度和降低EMI的需求。这时有源EMI滤波器(AEF)电路成为新一代电源管理系统实现更紧凑的滤波器解决方案。

下图分别为单相和三相滤波器电路的原理图，均采用有源解决方案代替传统的无源设计。单相TPSF12C1-Q1和三相TPSF12C3-Q1 AEF IC位于共模扼流圈之间，为共模电流提供了具有较低阻抗的分流路径。可以看出有源解决方案中共模扼流圈LCM1和LCM2的电感比无源滤波器中共模扼流圈的电感低很多。

单相无源EMI滤波器（顶部）和具有更低共模扼流圈电感的相应AEF电路（底部）

三相无源EMI滤波器（顶部）和具有更低共模扼流圈电感的相应AEF电路（底部）

在车载充电器(OBC)应用中，可使用有源电源滤波器IC减小磁性元件的尺寸和滤波器的总尺寸。此外，AEF还有通过降低元件功率损耗来改善热管理并提高可靠性、减少受限空间内元件之间的耦合、简化机械和封装设计以及降低成本的其他优势。

德州仪器产品线经理Roja de Cande表示，通过电容放大，德州仪器新的有源EMI滤波器IC使工程师能够将共模扼流圈的电感值降低多达80%，这将有助于以具有成本效益的方式提高机械可靠性和功率密度。与纯无源滤波器解决方案相比，该功能使设计人员能够将扼流圈的尺寸减小50%，并满足严苛的EMI要求。

大幅减小共模EMI，满足严格的EMI标准

有源滤波器解决方案可以抑制测得的共模噪声。在典型的车载充电器应用中，TI的TPSF12C1/-Q1和TPSF12C3/-Q1可以在单相和三相交流/直流电源系统中检测和消除高达30dB的共模EMI（频率范围为100kHz至3MHz），在交流/直流电源、服务器、UPS和其他以共模噪声为主的类似系统中也可以显著提高设计的性能。

与此同时，独立式有源EMI滤波器IC系列可以满足CISPR 11、CISPR 32和CISPR 25 EMI要求，满足IEC 61000-4-5浪涌抗扰度要求，从而更大限度地减少了对瞬态电压抑制(TVS)二极管等外部保护元件的需求。

在谈及供货情况时，Roja de Cande介绍说：“车规级TPSF12C1-Q1和TPSF12C3-Q1现已预量产，可通过TI官网购买。而商用级TPSF12C1和TPSF12C3的预量产产品也将在2023年3月底通过TI官网开放购买。”

TI提供TPSF12C1-Q1单相有源EMI滤波器评估模块和TPSF12C3-Q1三相有源EMI滤波器评估板，以方便设计工程师评估TPSF12C1-Q1和TPSF12C3-Q1有源滤波器IC的性能。借助PSpice for TI仿真模型和快速入门计算器等支持工具，设计工程师也可以轻松地为其系统选择和实施合适的元件。

德州仪器开关稳压器业务部总经理Carsten Oppitz 表示：“为了满足客户对更高性能和更低成本系统的需求，德州仪器持续推动电源创新，从而以具有成本效益的方式应对 EMI 设计挑战。我们相信，新的独立式有源EMI滤波器IC产品组合将进一步助力工程师解决他们所面临的设计挑战，并大幅提高汽车、企业、航空航天和工业应用中的性能和功率密度。”

德州仪器引领电源行业前沿发展。未来德州仪器也将不断通过研发更加先进的电路拓扑技术、更低导阻的功率器件技术、更高开关频率技术、更精巧的高压启动技术等的创新手段，来解决电源管理中的低EMI、功率密度、低IQ、低噪声和高精度、隔离的关键设计挑战。