NOSSAS REDES SOCIAIS -

Reduzindo EMI com componentes magnéticos (ART1095)

Técnicas de layout e de distribuição de componentes numa placa podem reduzir em muita a EMI gerada por circuitos. No entanto, quando mesmo essas técnicas não reduzem a EMI aos níveis desejados, componentes apropriados devem ser usados. Uma família importante de componentes usados na redução da EMI é a representada pelos tipos que se baseiam em magnetismo, ou seja, em componentes indutivos ou magnéticos.Neste artigo trataremos de alguns desses componentes, baseados em ampla documentação do catálogo de Indutores e produtos magnéticos da Vishay (www.vishay.com).

 

Em artigo anterior, nessa mesma revista, mostramos como procedimentos apropriados de disposição de trilhas, componentes e circuitos numa placa de circuito impresso pode ajudar a reduzir de forma acentuada os problemas de EMI (Interferência Eletromagnética).

No entanto, nem sempre é possível reduzir os problemas aos níveis aceitáveis somente com esses procedimentos, caso em que componentes adicionais devem ser empregados.

Em especial destacam-se os componentes indutivos, ou seja, baseados em bobinas e núcleos de ferrite que, pelas suas propriedades podem cortar ou desviar sinais das freqüências que não devem ser irradiadas ou não devem passar para uma linha de alimentação.

Os componentes indutivos usados com a finalidade de se reduzir a EMI podem ser classificados em quatro grandes grupos de que trataremos a seguir.

 

Indutores

Dos componentes indutivos, os choques ou indutores são os mais usados. Esses componentes podem ser usados tanto como elementos de filtros como no armazenamento de energia, conforme mostra a figura 1.

 


 

 

Quando o problema é interferência irradiada, os indutores mais eficientes são os do tipo toroidal, conforme mostra a figura 2.

 


 

 

Uma característica importante deste tipo de componente é que, pela sua construção ele é menos sensível à interferência que pode ser induzida pela presença de componentes próximos.

 De fato, se houver indução, o toróide faz com que as tensões induzidas tenham a mesma intensidade mas fases opostas, cancelando-se portanto.

 

Choques em Modo Comum e Diferenciais

Os choques em modo comum e diferenciais são usados para eliminar ruídos que se propagam através de um par de condutores. Ruído em modo comum, conforme já vimos artigo publicado nesta revista, é aquele que aparece nos dois condutores de uma linha, conforme mostra a figura 3.

 


 

 

Os choques para rejeição de sinais em modo comum devem ser colocados os mais próximos quanto seja possível tanto do receptor como do transmissor. Também podem ser colocados na entrada de sinal na própria placa de circuito impresso.

Escolhendo um choque apropriado também é possível fazer o casamento de impedâncias entre a linha de sinal e o circuito.

 

Transformadores

Os transformadores têm como principal vantagem nos circuitos em que são usados o fato de proporcionarem um isolamento entre a linha de sinal e o circuito de processamento desse sinal, conforme sugere a figura 4.

 


 

 

Outra vantagem está na eliminação das diferenças entre os potenciais de terra que podem existir entre o circuito transmissor e o circuito receptor do sinal.

Um ponto importante em que a imunidade ao ruído se faz necessária, são os circuitos de excitação de tiristores.

Além de proporcionar um isolamento entre o circuito de potência e o circuito de controle, normalmente baseado em lógica com microcontroladores ou microprocessadores, quando operando com pulsos, ele proporcionar uma imunidade muito maior para componentes como IGBTs, dada suas capacitâncias algo elevadas de entrada.

 

Ferrite Beads

Os anéis de ferrite ou contas de ferrite para montagem em superfície (SMD) ou chips de ferrite, como também são chamados, são usados para eliminar a RF que pode estar presente em linhas de sinais ou alimentação de placas de circuito impresso, conforme mostra a figura 5.

 


 

 

Os anéis de ferrite na forma de chips SMD se comportam como dispositivos de alta impedância para os sinais de RF, mas apresentam uma baixíssima resistência para a corrente contínua e sinais de baixas freqüências.

Esses componentes normalmente são especificados para a impedância que apresentam numa freqüência de 100 MHz. Assim, dependendo da aplicação será necessário que o projetista analise os gráficos de comportamento dos componentes visados, para verificar como ele se comporta na freqüência dos sinais que devem passar ou que devem ser rejeitados.

 

Como Selecionar Componentes para Evitar EMI

Antes de escolher quais componentes usar e de que forma, é preciso identificar os locais do circuito em que o ruído deve ser eliminado. Existem áreas dos circuitos que podem atuar como antenas irradiando os ruídos, assim como existem áreas que podem atuar como antenas recebendo os ruídos.

Assim, o projetista deve fazer um estudo do melhor local para posicionar o componente que vai eliminar um possível sinal que esteja sendo transmitido ou captado indevidamente.

Nos circuitos em que uma pequena atenuação é desejada, os componentes indutivos somente já podem proporcionar os resultados desejados.

No entanto, nos circuitos mais complexos de alta velocidade, pode ser necessário combinar componente indutivos com capacitivos, formando assim filtros. Filtros LC e LCR, como o mostrado na figura 6 devem ser considerados.

 


 

 

Um ponto importante a ser considerado na escolha dos componentes para o filtro é a estabilidade do terra do circuito. Para os sistemas estáveis, os componentes capacitivos já podem levar aos resultados esperados.

No entanto, para terras instáveis, componentes indutivos de aklta impedância são os recomendados.

Alguns cuidados são recomendados para o projeto:

* Os componentes que reduzem EMI devem ser colocados os mais próximos possíveis das fontes de ruído.

* Os componentes devem ser escolhidos de tal forma a casar sua impedância com a linha de condução em que eles forem colocados.

* O componente selecionado deve ser dimensionado apenas para reduzir nos níveis desejados os ruídos.

 

Conclusão

Os componentes indutivos ou magnéticos podem ajudar muito na redução dos problemas com EMI. No entanto, como existem diversos tipos, com características que se adaptam à diferentes aplicações é preciso saber escolher o tipo ideal para uma determinada aplicação.

Lembramos que a inclusão de novos componentes num circuito implica não só no aumento de custos como também na necessidade de um espaço maior, o que nem sempre algo que se permite num projeto. Os limites para a inclusão de novos projetos e aumento de custos são sempre muito estreitos.

BUSCAR DATASHEET

 


N° do componente 

(Como usar este quadro de busca)

 

Opinião

Momento de agir pensando no futuro

Não temos dúvidas de que estamos diante de uma grande pandemia. As notícias que correm pela mídia, muitas com conteúdo extremamente alarmistas, fazem com que muitas pessoas fiquem desorientadas não sabendo o que fazer. No entanto, uma coisa é certa: temos de seguir as recomendações básicas que impeçam o rápido alastre da epidemia e isso inclui a quarentena.

Leia mais...


Instituto Newton C Braga
Entre em contato - Como Anunciar - Políticas do Site

Apoio Social
Lions Clube de Guarulhos Sul SOS Mater Amabilis
Advertise in Brazil
If your business is Electronics, components or devices, this site is the correct place to insert your advertisement (see more)