Texas Instruments TPSF12C3/TPSF12C3-Q1 獨立的有源濾波器 IC是為了減少三相交流共模（CM）電磁干擾（EMI）系統中的功率。配置了電壓感應和電流注入（VSCI）的有源 EMI濾波器（AEF）使用一個電容乘法器 circuit，以模擬傳統無源濾波器設計中的Y電容。該器件使用一組檢測電容器來檢測每條電源線上的高頻噪聲。它使用注入電容器將降噪電流注入電源線。有效的有源電容由電路增益和注入電容設置。AEF檢測和注入阻抗使用相對較低的電容值，組件尺寸較小。設備，包括集成濾波、補償、保護電路，以及一個使能輸入。

數據手冊：

Texas Instruments TPSF12C3/TPSF12C3-Q1，為CM 噪聲在頻率范圍，為 EMI 測量，提供一個非常低的阻抗路徑。在指定的頻率范圍的低端(150kHz 至 3MHz)，啟用高達 30dB 的CM 噪聲減少，大大降低了CM 大小、重量，以及CM 濾波器實施的成本。LMR140x0-Q1器件符合汽車應用類AEC-Q100認證。

特性

可提供功能安全文檔來輔助功能安全系統的設計
電壓檢測、電流注入有源EMI濾波器
- 針對CISPR 25 5級汽車EMI要求進行了優化
- 實現共模發射低阻抗
- 扼流圈尺寸、重量和成本減少了50%以上
- 峰值注入電流為±80mA（典型值）
寬電源電壓范圍：8 V至16 V
結溫范圍：-40°C至150°C
簡單配置，用于三相交流系統
- 集成檢測濾波器和求和網絡
- 線路頻率下漏電流低
- 簡化的補償網絡
固有保護特性，可實現穩健設計
- 可承受6kV 浪涌 (IEC 61000-4-5)，更大限度減少了外部元件數量
- 用于遠程開/關控制的使能引腳
- 帶遲滯的VDD 電壓UVLO保護
- 具有遲滯功能的熱關斷保護
4.2mm × 2mm SOT-23 14引腳(DYY)封裝

功能框圖

TPSF12C3獨立式三相交流電源系統共模噪聲抑制有源EMI濾波器技術解析

一、產品概述

TPSF12C3是德州儀器(TI)推出的獨立式有源EMI濾波器IC，專門用于三相交流電源系統中的共模噪聲抑制。該器件采用創新的電壓檢測-電流注入(VSCI)架構，具有以下核心特性：

?功能安全支持?：提供功能安全系統設計文檔
?高效噪聲抑制?：針對CISPR 11和CISPR 32 Class B傳導EMI要求優化
?顯著體積縮減?：可減少50%以上的扼流圈尺寸、重量和成本
?寬工作范圍?：8V至16V電源電壓，-40°C至150°C結溫范圍
?集成保護?：內置6kV浪涌保護(IEC 61000-4-5)、UVLO和熱關斷
?緊湊封裝?：4.2mm×2mm SOT-23 14引腳(DYY)封裝

二、關鍵電氣參數

參數	規格	條件
電源電壓范圍	8V-16V	推薦12V
注入電流	±80mA(典型)	峰值
放大器帶寬	113MHz	單位增益
靜態電流	13.2mA(典型)	VDD=12V
UVLO閾值	7.7V(上升)/6.7V(下降)	帶1V遲滯
熱關斷	175°C(觸發)/155°C(恢復)	-
ESD防護	±2kV(HBM)/±500V(CDM)	-

三、核心技術解析

1. VSCI架構工作原理

TPSF12C3采用電壓檢測-電流注入(VSCI)技術：

?檢測階段?：通過CSEN1-4電容(典型680pF)檢測三相線路上的高頻噪聲
?處理階段?：內部高通濾波消除50/60Hz工頻干擾，專用放大器處理CM噪聲
?注入階段?：通過CINJ電容(典型4.7nF)注入反相抵消電流
?等效效果?：實現相當于傳統Y電容30-100倍的"有源電容"效果

2. 熱共享補償網絡

獨特的補償設計確保穩定性：

?主補償網絡?：COMP1-COMP2間的RG(1.5kΩ)、CG1(10nF)和CG2(10pF)組成
?三重阻尼路徑?：
- 低頻段：RD1(1kΩ)與CD2(22nF)提供主補償
- 中頻段：RD3(200Ω)與CINJ并聯阻尼
- 高頻段：RD1A(50Ω)改善相位裕度

3. 系統級保護機制

?浪涌防護?：集成TVS 二極管接口，可承受6kV/1.2μs-50μs組合波
?故障檢測?：自動識別LED開路/短路狀態
?安全控制?：EN引腳支持遠程關斷(55μA待機電流)
?熱管理?：94°C/W結至環境熱阻(14引腳DYY封裝)

四、典型應用設計

1. 10kW三相PFC電路EMI濾波方案

?設計要點?：

?元件選型?：
- 檢測電容：4×680pF Y2級(DE2B3SA681KN3AX02F)
- 注入電容：4.7nF Y2級(DE2E3SA472MA3BX02F)
- 阻尼電阻：RD1=1kΩ, RD1A=50Ω, RD3=200Ω
?PCB布局?：
- 高壓走線間距≥3.8mm(150mil)
- 檢測走線與注入走線分層布置
- COMP補償網絡距器件<5mm
- VDD去耦電容(1μF)緊貼引腳
?性能對比?：
- 傳統方案：需2級共模扼流圈(每級10mH)
- AEF方案：扼流圈減至2mH，體積減少60%