Tìm hiểu về EMI Filters: Nguyên lý hoạt động, phân loại và ứng dụng

Nếu bạn đang thiết kế các sản phẩm điện tử, bạn cần cài đặt bộ lọc EMI để đáp ứng các yêu cầu tuân thủ. Nhưng việc chọn đúng bộ lọc liên quan đến nhiều cân nhắc ngoài việc đáp ứng các quy định. Bài viết này cung cấp một lời giải thích cơ bản về EMI và cho bạn biết những gì cần tìm khi chọn bộ lọc.

Tổng quan về nhiễu điện từ (EMI)

EMI là gì?

Nhiễu điện từ (EMI) là nhiễu do sóng điện từ gây ra. Có hai loại EMI: bức xạ và dẫn truyền.

• EMI bức xạ được ghép qua các đường truyền vô tuyến. Nhiễu bức xạ từ không khí xung quanh thiết bị của bạn kết thúc trong mạch điện của bạn.
• Nhiễu dẫn truyền đi vào mạch điện của bạn theo một đường khác – qua dây dẫn hoặc kết nối dẫn vào mạch điện của bạn.

Cả hai loại EMI có thể làm giảm hiệu suất của thiết bị điện bằng cách gây ra dòng điện và điện áp không mong muốn trong mạch điện.

Nguyên nhân gây ra EMI trong môi trường công nghiệp:

• Thiết bị điện, điện tử công suất lớn: Biến tần (VFD), động cơ, máy hàn, lò nung… tạo ra nhiễu do quá trình chuyển mạch, đóng cắt dòng điện lớn.
• Hệ thống dây dẫn, cáp điện: Dây dẫn không được che chắn hoặc đi dây không đúng cách có thể phát xạ và thu nhiễu.
• Thiết bị phát sóng vô tuyến: Các thiết bị như radio, radar, thiết bị liên lạc vô tuyến…
• Hiện tượng phóng điện: Phóng điện hồ quang, phóng điện bề mặt…

Tác hại của EMI đối với hệ thống tự động hóa:

Ảnh hưởng đến hiệu suất và độ tin cậy:

• Sai lệch kết quả: Nhiễu làm sai lệch kết quả đo lường, điều khiển, gây ra lỗi trong quá trình sản xuất.
• Giảm tuổi thọ: Nhiễu có thể làm hỏng các linh kiện điện tử, giảm tuổi thọ của thiết bị.
• Gián đoạn hoạt động: Nhiễu gây ra sự cố, làm gián đoạn hoạt động của hệ thống, gây thiệt hại về thời gian và chi phí.

Gây nhiễu sóng, ảnh hưởng đến truyền thông:

• Giảm tốc độ, độ tin cậy: Nhiễu làm giảm tốc độ truyền dữ liệu, tăng tỷ lệ lỗi, gây khó khăn trong việc trao đổi thông tin giữa các thiết bị.
• Mất dữ liệu: Nhiễu có thể làm mất dữ liệu, gây ra các quyết định sai lầm trong điều khiển.

Tiềm ẩn nguy cơ an toàn:

• Sự cố, tai nạn: Nhiễu có thể gây ra các sự cố trong hệ thống, dẫn đến tai nạn lao động, hư hỏng thiết bị.

Bộ Lọc EMI (EMI Filter)

Bộ lọc EMI là gì?

Bộ lọc EMI là một thành phần điện tử giúp triệt tiêu EMI trên đường dây nguồn hoặc tín hiệu bằng cách làm suy giảm các tín hiệu đến ở các tần số không mong muốn. Hầu hết nhiễu điện từ nằm trong phạm vi tần số cao. Do đó, bộ lọc EMI thường chặn các tín hiệu tần số cao từ hàng chục kilohertz đến hàng chục megahertz, đồng thời cho phép các tần số thấp hơn đi qua.

Bộ lọc EMI có thể được sử dụng làm bộ lọc đường dây nguồn, ví dụ: để ngăn tiếng ồn từ nguồn điện chế độ chuyển mạch xâm nhập vào thiết bị. Các bộ lọc cũng có thể được sử dụng để ngăn tiếng ồn được tạo ra trong một thiết bị thoát ra môi trường xung quanh và gây nhiễu cho các thiết bị điện tử gần đó.

Phân loại bộ lọc EMI

Bộ lọc EMI có nhiều kích cỡ, thiết kế, hình dạng và cấu hình khác nhau, tất cả đều được thiết kế để bảo vệ thiết bị nhạy cảm khỏi tiếng ồn điện. Dưới đây là một số cách phân loại phổ biến:

Bộ lọc EMI thụ động (Passive EMI Filters): Bộ lọc EMI thụ động là loại bộ lọc sử dụng các thành phần thụ động như tụ điện, điện trở, biến áp và cuộn cảm để giảm nhiễu điện từ. Những bộ lọc này không tạo ra dòng điện đối nghịch mà thay vào đó hấp thụ năng lượng không mong muốn, làm giảm sự biến dạng điện áp trong hệ thống điện tử.

Bộ lọc EMI chủ động (Active EMI Filters): Bộ lọc EMI chủ động sử dụng các linh kiện điện tử chủ động như khuếch đại (amplifiers) và mạch điện tử phức tạp để phát ra một dòng điện đối nghịch nhằm trung hòa nhiễu. Các bộ lọc này có thể tạo ra dòng điện đối ứng để loại bỏ nhiễu, giúp bảo vệ các thiết bị điện tử nhạy cảm khỏi tác động của các tín hiệu nhiễu.

Bộ lọc EMI dạng LC, RC và Pi:

• Bộ lọc LC: Sử dụng kết hợp giữa cuộn cảm (L) và tụ điện (C) để lọc bỏ các tín hiệu nhiễu trong các ứng dụng điện tử. Những bộ lọc này rất hiệu quả trong việc loại bỏ tần số cao.
• Bộ lọc RC: Sử dụng tụ điện và điện trở để giảm nhiễu. Bộ lọc này chủ yếu được sử dụng trong các mạch điện tần số thấp.
• Bộ lọc Pi: Bao gồm một tụ điện ở giữa và hai cuộn cảm ở hai đầu, tạo thành cấu trúc giống hình chữ Pi (π). Bộ lọc Pi có thể loại bỏ nhiều loại nhiễu khác nhau và thường được sử dụng trong các ứng dụng điện tử công suất cao.

Bộ lọc EMI một pha và ba pha:

• Bộ lọc EMI một pha: Được sử dụng trong các ứng dụng điện một pha, giúp giảm nhiễu trên các đường nguồn điện AC. Chúng thường được lắp đặt trong các thiết bị điện gia dụng hoặc các hệ thống nhỏ.
• Bộ lọc EMI ba pha: Được thiết kế cho các hệ thống điện ba pha, giúp giảm nhiễu trong các ứng dụng công nghiệp hoặc các hệ thống có công suất lớn như biến tần, động cơ và máy móc công nghiệp. Bộ lọc ba pha có thể chia thành các loại như bộ lọc Wye và Delta, tùy thuộc vào cấu trúc mạch điện của hệ thống.

Cấu tạo của bộ lọc EMI

Bộ lọc EMI (Bộ lọc nhiễu điện từ) thường bao gồm các thành phần chính như tụ điện, cuộn cảm và các linh kiện bảo vệ mạch. Mỗi thành phần đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu nhiễu điện từ và đảm bảo sự ổn định của hệ thống điện. Dưới đây là các thành phần chính cấu tạo nên bộ lọc EMI:

1. Tụ điện
   Tụ điện là thành phần quan trọng giúp chuyển hướng nhiễu điện từ ra khỏi tải và ngăn không cho nó đi vào nguồn điện. Tụ điện giúp lọc nhiễu phân biệt (differential mode noise) bằng cách tạo ra một mạch ngắn cho nhiễu, cho phép dòng điện chạy qua trong khi ngăn chặn nhiễu.

2. Cuộn cảm (Choke)
   Cuộn cảm giúp ngăn chặn nhiễu điện từ bằng cách tạo ra một điện cảm có tác dụng cản trở sự thay đổi của dòng điện. Cuộn cảm chế độ phân biệt (DM choke) và cuộn cảm chế độ chung (CM choke) là hai loại cuộn cảm phổ biến trong bộ lọc EMI:

   • Cuộn cảm chế độ phân biệt (DM choke): Giúp lọc nhiễu giữa các dây dẫn khác nhau trong mạch, ngăn chặn nhiễu phân biệt.
   • Cuộn cảm chế độ chung (CM choke): Giúp giảm dòng điện chế độ chung, tức là dòng điện bị nhiễu trên tất cả các dây dẫn của mạch.

3. Các thành phần bảo vệ mạch
   Các linh kiện bảo vệ mạch giúp bảo vệ bộ lọc EMI khỏi các sự cố điện như quá điện áp hoặc quá dòng. Các thành phần này bao gồm:

   • Cầu chì: Được lắp đặt nối tiếp với đầu vào của mạch, giúp bảo vệ mạch khỏi dòng điện quá mức bằng cách tự động cắt nguồn khi xảy ra sự cố.
   • Varistor (điện trở thay đổi): Cung cấp bảo vệ quá điện áp bằng cách hấp thụ năng lượng xung và điều chỉnh điện trở để kìm hãm điện áp quá mức.
   • Điện trở giới hạn dòng điện bùng nổ vào: Giúp giảm thiểu dòng điện bùng nổ khi điện áp AC được đưa vào mạch.
   • Bộ giảm áp điện áp xung (TVS): Giúp bảo vệ mạch khỏi các xung điện áp gây ra bởi các yếu tố bên ngoài, ngăn chặn sự tổn hại cho thiết bị.

4. Tụ điện cách ly an toàn Y
   Tụ điện Y được đặt giữa đầu vào và đầu ra để giảm nhiễu điện áp chế độ, giúp bảo vệ các thiết bị đầu ra khỏi các biến động điện áp không mong muốn.

5. Lọc đầu ra
   Các thành phần lọc tại đầu ra giúp giảm điện áp gợn (ripple voltage) và ổn định nguồn điện cấp cho tải, đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định mà không bị ảnh hưởng bởi nhiễu.

Nhờ vào cấu tạo này, bộ lọc EMI giúp giảm thiểu hiệu quả nhiễu điện từ, bảo vệ thiết bị và đảm bảo hoạt động ổn định của các hệ thống điện.

Các Thông Số Kỹ Thuật Quan Trọng Cần Xem Xét Khi Chọn Bộ Lọc EMI

• Điện áp định mức – Điện áp định mức dùng để chỉ điện áp đường dây tối đa mà bộ lọc có thể xử lý. Nó phải bằng hoặc lớn hơn điện áp đầu vào tối đa được cung cấp cho thiết bị được lọc. Bộ lọc có thể quản lý điện áp quá mức ngắn trên mức định mức và chúng được tiêu chuẩn IEC 60639 cho phép. Nhưng việc liên tục vượt quá điện áp định mức có thể dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng cho tụ điện của bộ lọc.
• Dòng điện định mức – Dòng điện định mức là dòng điện hoạt động liên tục tối đa cho phép ở điện áp định mức và nhiệt độ môi trường được chỉ định. Dòng điện định mức của bộ lọc phải bằng hoặc cao hơn dòng điện đầu vào trạng thái ổn định tối đa mà thiết bị có thể tiêu thụ. Khi bật nguồn, dòng điện ban đầu có thể đạt giá trị dòng điện cực đại lớn hơn giá trị dòng điện trạng thái ổn định. Đây là dòng điện khởi động. Bộ lọc có thể xử lý dòng điện khởi động cao hơn, nhưng nếu dòng điện định mức bị vượt quá trong thời gian dài hơn, bộ lọc có thể bị hỏng. Các đặc tính quá tải dòng điện của bộ lọc mô tả khả năng chịu nhiệt tiêu tán của các thành phần của bộ lọc khi chịu dòng điện cao hơn định mức.
• Tần số định mức – Tần số định mức hoặc tần số mà bộ lọc được thiết kế để hoạt động, được xác định bởi hành vi của tụ điện. Tần số bộ lọc thông thường là 50-60 Hz và 400 Hz cho các ứng dụng quân sự.
• Dòng điện rò rỉ – Trong quá trình hoạt động bình thường của thiết bị điện, một số dòng điện chạy xuống đất. Dòng điện này, được gọi là dòng điện rò rỉ, gây ra rủi ro an toàn tiềm ẩn cho người dùng và do đó bị giới hạn bởi các tiêu chuẩn an toàn sản phẩm. Bộ lọc EMI có thể tạo ra dòng điện rò rỉ bổ sung cho những gì đã tồn tại trong sản phẩm của bạn. Lượng rò rỉ bộ lọc được xác định bởi điện áp trên dây dẫn, điện dung giữa dây dẫn và đất và điện trở giữa dây dẫn và đất.
• Chứng nhận an toàn – Dòng điện rò rỉ là một cân nhắc quan trọng đối với bộ lọc, đặc biệt là đối với những bộ lọc được lắp đặt trong thiết bị y tế. Các tiêu chuẩn an toàn bạn nên xem xét bao gồm IEC 62368-1 (ấn bản thứ 2 hoặc thứ 3) cho thiết bị công nghệ thông tin, IEC 60601 cho thiết bị y tế và EN 55014 cho thiết bị gia dụng. Luôn ghi nhớ các yêu cầu tuân thủ đối với thiết bị của bạn khi đọc bảng dữ liệu bộ lọc.
• Suy hao chèn – Suy hao chèn, một trong những thông số quan trọng nhất trong việc lựa chọn bộ lọc EMI, là thước đo khả năng giảm mức tín hiệu nhất định của bộ lọc. Còn được gọi là suy giảm, suy hao chèn là tỷ lệ tín hiệu ở đầu vào của bộ lọc so với tín hiệu ở đầu ra của nó, được biểu thị bằng decibel.
• Số lượng giai đoạn – Bộ lọc EMI có thể có một, hai hoặc ba giai đoạn. Bộ lọc một giai đoạn có một mạch. Nếu mạch được lặp lại, nó sẽ trở thành bộ lọc hai giai đoạn; nếu tăng gấp ba, nó sẽ trở thành bộ lọc ba giai đoạn. Bộ lọc một giai đoạn rất hữu ích trong nguồn điện AC/DC, ổ đĩa động cơ nhỏ, thiết bị văn phòng và các hệ thống khác chạy bằng nguồn điện AC một pha. Các thiết bị chạy bằng nguồn điện AC ba pha yêu cầu bộ lọc EMI cho mỗi đường dây ba pha và đường dây thứ tư cho đường dây trung tính.
• Kích thước và cấu trúc – Bộ lọc EMI có nhiều kích cỡ, hình dạng và trọng lượng khác nhau, được xác định bởi các thành phần thụ động của bộ lọc. Ví dụ, việc lựa chọn và lắp ráp tụ điện trong bộ lọc là những yếu tố chính quyết định cấu trúc vật lý tổng thể của bộ lọc.
• Dòng điện chế độ chung (không đối xứng) so với dòng điện chế độ vi sai (đối xứng) – Có sự khác biệt đáng kể giữa dòng điện không đối xứng và đối xứng. Mỗi chế độ tạo ra một loại nhiễu khác nhau, khiến biến này trở thành tham số bộ lọc chính.
• Môi trường hoạt động – Kẻ thù của tất cả các thiết bị điện và điện tử là nhiệt độ quá cao. Môi trường hoạt động là phạm vi nhiệt độ mà bộ lọc có thể hoạt động an toàn. Bộ lọc có thể được định mức cho 40˚C và 50˚C và có thể giảm định mức lên đến 100˚C hoặc lên đến công suất tối đa của bộ lọc. Sử dụng bộ lọc ở nhiệt độ bên ngoài phạm vi hoạt động của nó có thể làm hỏng nghiêm trọng các thành phần.
• Chứng nhận EMC – Phát xạ bức xạ và dẫn truyền và các tiêu chuẩn miễn nhiễm trong thiết bị điện tử được quy định bởi các cơ quan quốc gia, chẳng hạn như FCC ở Hoa Kỳ, ISED ở Canada và IEC và CENELEC ở Châu Âu. Bộ lọc thường được thiết kế để làm suy giảm nhiễu và tín hiệu nhiễu trong phạm vi tần số từ 150 kHz đến 30 MHz, đáp ứng hầu hết các tiêu chuẩn tuân thủ.
• Độ bền điện môi – Kiểm tra điện môi, đôi khi được gọi là kiểm tra Hi-Pot, chứng minh khả năng của tụ điện bộ lọc xử lý điện áp cao hơn định mức. Các nhà thiết kế ứng dụng điện áp cao thế nên liên hệ với nhà sản xuất bộ lọc để đảm bảo rằng bộ lọc đáp ứng các yêu cầu của họ. Nhà sản xuất thường có thể sửa đổi bộ lọc của họ để đáp ứng các điều kiện đặc biệt. Bạn nên biết rằng việc kiểm tra điện áp cao lặp đi lặp lại sẽ làm căng tụ điện của bộ lọc và có thể làm giảm tuổi thọ của chúng, vì vậy bạn nên giảm thiểu số lần kiểm tra.

Nguyên lý hoạt động của bộ lọc EMI

Bộ lọc EMI (Electromagnetic Interference) hoạt động dựa trên nguyên lý giảm thiểu hoặc loại bỏ nhiễu điện từ (EMI) trong các tín hiệu điện. EMI có thể làm gián đoạn hoạt động của các thiết bị điện tử, ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu và hiệu suất hoạt động. Bộ lọc EMI giúp bảo vệ hệ thống khỏi nhiễu điện từ bằng cách giảm mức độ nhiễu truyền qua các linh kiện điện tử.

Quá trình hoạt động của bộ lọc EMI có thể được mô tả qua các bước sau:

1. Nhận tín hiệu nhiễu: Bộ lọc EMI tiếp nhận tín hiệu nhiễu từ nguồn phát sinh EMI (nhiễu điện từ) qua các đường dây dẫn vào thiết bị.

2. Lọc nhiễu:

• Bộ lọc EMI hoạt động chủ yếu thông qua các linh kiện như tụ điện và cuộn cảm (inductor).
• Tụ điện: Chuyển hướng tín hiệu nhiễu ra ngoài mạch, giúp giảm nhiễu tần số cao (differential mode noise) vào thiết bị.
• Cuộn cảm: Cản trở hoặc giảm thiểu nhiễu ở tần số thấp (common mode noise), ngăn chặn dòng điện nhiễu xâm nhập vào mạch.
• Cắt tần số nhiễu: Tại một tần số cắt xác định, bộ lọc EMI bắt đầu giảm thiểu hiệu quả các tín hiệu nhiễu, giữ lại tín hiệu mong muốn và loại bỏ nhiễu.

1. Bảo vệ mạch: Bộ lọc EMI có thể được trang bị các linh kiện bảo vệ như cầu chì hoặc varistor, giúp bảo vệ thiết bị khỏi quá dòng hoặc quá áp.

2. Đảm bảo chất lượng tín hiệu: Sau khi nhiễu đã được giảm bớt, tín hiệu sạch sẽ tiếp tục được truyền vào các phần tiếp theo của hệ thống mà không gây ra tác động tiêu cực đến hiệu suất hoạt động của thiết bị.

Lợi ích của bộ lọc EMI

Bộ lọc EMI (Electromagnetic Interference) mang lại nhiều lợi ích quan trọng trong việc bảo vệ và tối ưu hóa hoạt động của các thiết bị điện tử. Dưới đây là những lợi ích chính của việc sử dụng bộ lọc EMI:

Bảo vệ thiết bị điện tử khỏi nhiễu: Bộ lọc EMI giúp bảo vệ các thiết bị điện tử khỏi ảnh hưởng của nhiễu dẫn truyền và nhiễu phát xạ, ngăn ngừa hư hỏng và sự cố vận hành. Việc sử dụng bộ lọc EMI là cần thiết để đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định và bền bỉ.

Tuân thủ quy định và tiêu chuẩn an toàn: Việc sử dụng bộ lọc EMI giúp các thiết bị điện tử tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn an toàn về EMC (Electromagnetic Compatibility), đặc biệt quan trọng trong các ngành công nghiệp. Điều này giúp tránh các hình phạt, phạt tiền và đảm bảo thiết bị không bị đình chỉ hoạt động vì vi phạm các quy định về EMI.

Tăng cường độ tin cậy của hệ thống: Bộ lọc EMI đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hoạt động liên tục của hệ thống điện tử, ngăn ngừa sự cố và nhiễu từ các nguồn bên ngoài. Điều này giúp giảm chi phí bảo trì, sửa chữa và tăng tuổi thọ của thiết bị.

Tiết kiệm chi phí lâu dài: Việc sử dụng bộ lọc EMI giúp giảm thiểu các sự cố liên quan đến nhiễu tần số cao, góp phần tiết kiệm chi phí cho các hoạt động bảo trì và sửa chữa. Đồng thời, bộ lọc EMI còn giúp hệ thống hoạt động ổn định, giảm thiểu rủi ro lỗi vận hành.

Đảm bảo tuân thủ kế hoạch EMC: Bộ lọc EMI là một phần quan trọng trong kế hoạch EMC, đảm bảo các sản phẩm điện tử đáp ứng các yêu cầu về kiểm tra và thử nghiệm EMC. Điều này giúp các phòng thí nghiệm và nhà sản xuất cung cấp dữ liệu chính xác và hợp lý, đồng thời bảo vệ các thiết bị khỏi các ảnh hưởng của nhiễu điện từ.

Nhược điểm của bộ lọc EMI

• Suy giảm tín hiệu mong muốn: Có thể ảnh hưởng đến tín hiệu tần số cao, làm giảm hiệu suất hệ thống.
• Tăng chi phí sản xuất: Cần thêm linh kiện như cuộn cảm, tụ điện, làm tăng giá thành sản phẩm.
• Chiếm nhiều không gian trong thiết bị: Đặc biệt với bộ lọc công suất cao hoặc ba pha, gây khó khăn trong thiết kế mạch.
• Tăng tổn hao năng lượng: Điện trở nội của cuộn cảm và tổn hao trong tụ điện làm giảm hiệu suất hệ thống.
• Cần lựa chọn và lắp đặt phù hợp: Nếu chọn sai, bộ lọc có thể không hiệu quả hoặc gây nhiễu chéo giữa các linh kiện.
• Yêu cầu bảo trì và kiểm tra định kỳ: Hiệu suất có thể suy giảm theo thời gian do nhiệt độ, độ ẩm và tác nhân bên ngoài.

Sự khác nhau giữa bộ lọc EMI và EMC

• EMI (Electromagnetic Interference – Nhiễu điện từ): Là hiện tượng các trường điện từ hoặc từ trường gây ảnh hưởng không mong muốn đến hoạt động của các thiết bị điện tử.
• EMC (Electromagnetic Compatibility – Tương thích điện từ): Là khả năng của một thiết bị hoặc hệ thống hoạt động bình thường trong môi trường điện từ mà không gây nhiễu hoặc bị ảnh hưởng bởi nhiễu.

Điểm khác biệt chính:

• EMI là hiện tượng nhiễu, còn EMC là khả năng “miễn nhiễm” hoặc “tương thích” với nhiễu.
• Bộ lọc EMI là một thiết bị được sử dụng để giảm thiểu hoặc loại bỏ nhiễu điện từ (EMI), góp phần đảm bảo EMC cho thiết bị hoặc hệ thống.

Nói một cách đơn giản, EMC là mục tiêu (tương thích điện từ), còn bộ lọc EMI là một trong những công cụ (phương tiện) để đạt được mục tiêu đó.

Ứng dụng của bộ lọc EMI

Bộ lọc EMI được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm:

Thiết bị điện tử dân dụng

• Nguồn điện: Bộ lọc EMI được sử dụng trong các nguồn điện để giảm nhiễu từ lưới điện và bảo vệ các thiết bị điện tử khỏi nhiễu và dao động điện áp.
• Adapter: Giảm nhiễu từ adapter, bảo vệ thiết bị khỏi các tác động tiêu cực của nhiễu.
• UPS (Uninterruptible Power Supply – Nguồn cung cấp điện liên tục): Lọc nhiễu để đảm bảo UPS hoạt động ổn định và cung cấp nguồn điện sạch cho các thiết bị quan trọng.
• SMPS (Switching Mode Power Supply – Nguồn điện xung): Giảm nhiễu do SMPS tạo ra, bảo vệ các thiết bị khác trong hệ thống.

Công nghiệp

• Biến tần (VFD – Variable Frequency Drive): Giảm nhiễu do biến tần tạo ra, bảo vệ các thiết bị khác trong hệ thống và đảm bảo hoạt động ổn định của động cơ.
• Servo drive: Lọc nhiễu để đảm bảo độ chính xác của hệ thống servo.
• PLC (Programmable Logic Controller): Bảo vệ PLC khỏi nhiễu, đảm bảo hoạt động chính xác của hệ thống điều khiển.
• Hệ thống tự động hóa: Lọc nhiễu để đảm bảo các thiết bị trong hệ thống tự động hóa hoạt động ổn định và tin cậy.

Viễn thông & Y tế

• Bộ nguồn: Lọc nhiễu để đảm bảo nguồn điện sạch cho các thiết bị viễn thông và y tế.
• Thiết bị y tế: Trong các thiết bị y tế như máy điện tim và máy quét MRI, bộ lọc EMI giúp ngăn chặn nhiễu điện từ có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả chẩn đoán.
• Thiết bị truyền thông: Trong các hệ thống viễn thông, bộ lọc EMI giúp giảm nhiễu trong tín hiệu truyền và nhận, cải thiện chất lượng cuộc gọi và truyền dữ liệu.

Thiết bị quân sự và hàng không vũ trụ: Trong các ứng dụng quân sự và hàng không vũ trụ, bộ lọc EMI đảm bảo hoạt động ổn định của các thiết bị điện tử trong môi trường khắc nghiệt và giảm nguy cơ nhiễu ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống.

Cách chọn EMI Filters phù hợp

Trước khi lựa chọn bộ lọc EMI, cần đánh giá kỹ lưỡng các yêu cầu của hệ thống điện. Mỗi loại bộ lọc EMI có những đặc điểm riêng về dải tần số hoạt động và phương pháp triệt tiêu nhiễu. Do đó, việc xem xét bảng dữ liệu kỹ thuật của bộ lọc là rất quan trọng, bao gồm thông tin về suy hao chèn cũng như mức suy giảm tín hiệu giữa đầu vào và đầu ra, được đo bằng decibel.

Nhiễu dẫn có thể thuộc dạng nhiễu chung hoặc nhiễu vi sai, và cách thức lan truyền của chúng khác nhau. Khi phân tích dữ liệu, cần thu thập thông tin chi tiết về cả hai loại nhiễu này, xác định mức suy hao cần thiết tại từng tần số để đảm bảo bộ lọc có khả năng giảm nhiễu xuống dưới mức cho phép. Ngoài ra, cần thực hiện các thử nghiệm tương tự để kiểm tra nhiễu bức xạ.

Sau khi thu thập và phân tích dữ liệu, cần đối chiếu với các thông số kỹ thuật của hệ thống như điện áp, dòng điện, nhiệt độ hoạt động, điện áp cách điện, dòng rò và loại hệ thống cấp nguồn. Việc lựa chọn bộ lọc phải đảm bảo đáp ứng các tiêu chí này mà không làm ảnh hưởng đến hiệu suất và độ ổn định của hệ thống.

Top nhà sản xuất bộ lọc EMI:

Schaffner:

• Là một công ty toàn cầu chuyên phát triển và sản xuất các giải pháp giúp đảm bảo chất lượng điện năng và khả năng tương thích điện từ (EMC).
• Schaffner nổi tiếng với các bộ lọc EMI chất lượng cao, cung cấp một loạt các giải pháp lọc nhiễu cho nhiều ứng dụng công nghiệp và điện tử.
• Các sản phẩm của Schaffner được đánh giá cao về độ tin cậy và hiệu suất, đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế nghiêm ngặt.

TDK Electronics (EPCOS):

• TDK Electronics, với thương hiệu EPCOS, là một trong những nhà cung cấp hàng đầu về linh kiện điện tử, mô-đun và hệ thống.
• Họ cung cấp một loạt các bộ lọc EMI hiệu suất cao cho nhiều ứng dụng, từ thiết bị gia dụng đến hệ thống công nghiệp.
• TDK Electronics nổi tiếng với các giải pháp tiên tiến và chất lượng sản phẩm vượt trội.

KEMET Corporation:

• KEMET là một nhà cung cấp toàn cầu về các linh kiện điện tử thụ động, bao gồm cả bộ lọc EMI.
• Họ cung cấp các giải pháp lọc nhiễu đa dạng, đáp ứng nhu cầu của nhiều ngành công nghiệp khác nhau.
• KEMET nổi tiếng với các sản phẩm chất lượng cao và dịch vụ khách hàng chuyên nghiệp.

Murata:

• Murata Manufacturing là một nhà sản xuất linh kiện điện tử hàng đầu thế giới.
• Họ cung cấp một loạt các bộ lọc EMI nhỏ gọn và hiệu suất cao, phù hợp cho các thiết bị điện tử di động và các ứng dụng có không gian hạn chế.
• Murata nổi tiếng với công nghệ tiên tiến và chất lượng sản phẩm đáng tin cậy.

Astrodyne TDI:

• Astrodyne TDI chuyên thiết kế và sản xuất các giải pháp nguồn điện và bộ lọc EMI.
• Họ cung cấp các bộ lọc EMI tùy chỉnh và tiêu chuẩn cho các ứng dụng công nghiệp, y tế và quân sự.
• Astrodyne TDI nổi tiếng với khả năng cung cấp các giải pháp chất lượng cao và đáp ứng các yêu cầu khắt khe.

Một số lưu ý khi lắp đặt bộ lọc EMI

Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ lọc EMI, bao gồm:

Nhiệt độ môi trường

• Ảnh hưởng: Nhiệt độ cao có thể làm giảm hiệu suất của tụ điện và các thành phần khác trong bộ lọc, dẫn đến giảm khả năng lọc nhiễu.
• Giải pháp: Chọn bộ lọc có dải nhiệt độ hoạt động phù hợp với môi trường lắp đặt. Đảm bảo thông gió tốt xung quanh bộ lọc để tránh quá nhiệt.

Phương pháp nối đất

• Ảnh hưởng: Nối đất không đúng cách có thể tạo ra các vòng lặp nối đất, làm tăng nhiễu dẫn truyền và giảm hiệu quả lọc nhiễu.
• Giải pháp: Sử dụng dây nối đất có trở kháng thấp và kết nối trực tiếp với điểm nối đất chung của hệ thống. Tuân thủ các tiêu chuẩn nối đất an toàn.

Cách đi dây và bố trí thiết bị

• Ảnh hưởng: Dây dẫn tín hiệu và dây dẫn nguồn đặt quá gần nhau có thể gây ra nhiễu xuyên âm. Bố trí thiết bị không hợp lý có thể tạo ra các đường dẫn nhiễu không mong muốn.
• Giải pháp: Tách biệt dây dẫn tín hiệu và dây dẫn nguồn. Sử dụng cáp (shielded cable) khi cần thiết. Bố trí thiết bị sao cho giảm thiểu khoảng cách giữa nguồn gây nhiễu và bộ lọc.

Các đường dẫn nhiễu trong hệ thống

• Ảnh hưởng: Nhiễu có thể xâm nhập vào hệ thống qua nhiều đường dẫn khác nhau, bao gồm dây dẫn, cáp kết nối và vỏ thiết bị.
• Giải pháp: Xác định tất cả các đường dẫn nhiễu tiềm năng và áp dụng các biện pháp giảm nhiễu phù hợp, chẳng hạn như sử dụng bộ lọc EMI và các kỹ thuật nối đất.

Nếu bạn thay đổi bộ lọc EMI, hãy kiểm tra lại cả nhiễu dẫn và nhiễu bức xạ để đảm bảo thiết bị vẫn đáp ứng tiêu chuẩn. Schaffner có thể hỗ trợ bạn đánh giá phát xạ EMI và điều chỉnh phương án lắp đặt để tối ưu hóa hiệu suất.

Bộ lọc EMI của Schaffner