Filter RFI adalah komponen kunci untuk memecahkan gangguan elektromagnetik frekuensi tinggi (EMI), yang sangat diperlukan dalam peralatan daya tinggi dan frekuensi tinggi seperti pengisi daya industri .

Pengisi daya industri sering kali menghadapi lingkungan elektromagnetik yang kompleks: peralihan cepat catu daya switching, pulsa arus tinggi, dan operasi paralel beberapa perangkat menghasilkan gangguan frekuensi tinggi, yang tidak hanya memengaruhi efisiensi pengisian daya, tetapi juga dapat merusak sirkuit sensitif.

Skenario aplikasi filter RFI terutama meliputi:

Masukan daya: Menekan kebisingan mode umum dan mode diferensial dalam jaringan listrik serta mencegah gangguan eksternal masuk ke peralatan melalui saluran listrik.

Port transmisi sinyal: Melindungi modul komunikasi (seperti bus CAN atau modul Wi-Fi) dari gangguan radiasi frekuensi tinggi untuk memastikan stabilitas transmisi data.

Bab 2: Sumber Gangguan Frekuensi Radio RFI

Akar penyebab gangguan RF pada pengisi daya industri dapat dibagi menjadi dua kategori: yang dihasilkan secara internal dan yang digabungkan secara eksternal:

Peralihan frekuensi tinggi perangkat daya: IGBT, MOSFET, dan perangkat daya lain dalam proses peralihan (frekuensi dapat mencapai 100kHz atau lebih) yang dihasilkan oleh mutasi tegangan/arus transien, melalui pembentukan induktansi parasit harmonik frekuensi tinggi. Misalnya, laju perubahan arus (di/dt) IGBT dari tumpukan pengisian cepat tegangan tinggi 800V melebihi 10A/ns saat dimatikan, yang mengakibatkan interferensi pita lebar pada pita 30MHz - 1GHz. Jenis interferensi ini menjalar melalui jalur konduksi (misalnya, saluran listrik) atau jalur radiasi (misalnya, kopling kapasitif parasit kabel), dan memerlukan penggunaan filter kapasitor penembus untuk memblokir loop frekuensi tinggi.

Kopling radiasi elektromagnetik: Kabel jarak jauh (>3 meter) membentuk efek antena pada frekuensi tinggi, menerima sinyal RF eksternal (misalnya, stasiun pangkalan 5G, perangkat Wi-Fi dalam pita 2,4 GHz) atau memancarkan

kebisingan internal. Di lingkungan industri, modul komunikasi nirkabel perangkat di sekitarnya (misalnya Bluetooth, ZigBee) dapat memicu interferensi silang.

Cacat sistem pentanahan: Impedansi pentanahan yang berlebihan (>0,1Ω) atau loop pentanahan yang tidak dirancang dengan benar menyebabkan interferensi mode umum dihantarkan melalui pentanahan. Misalnya, filter yang tidak dipasang pada flensa dengan baja galvanis, di mana oksidasi permukaan kontak secara signifikan meningkatkan impedansi, yang memungkinkan kebisingan frekuensi tinggi keluar.

Bab 3: Cara Menghindari Bahaya, Perawatan dan Inspeksi

I. Langkah-langkah Utama untuk Menghindari Bahaya Interferensi RF

Penekanan sumber

Tambahkan rangkaian penyangga (misalnya jaringan penyerapan RC) ke perangkat daya untuk mengurangi di/dt dan dv/dt dalam proses pengalihan, dan mengurangi pembangkitan harmonik frekuensi tinggi. Gunakan kabel berpelindung (cakupan pelindung ≥ 85%) dan choke cincin magnetik untuk memblokir jalur kopling dari gangguan yang terpancar.

Jenis optimasi sistem penyaringan:

Interferensi yang dilakukan di bawah 30MHz: prioritaskan penggunaan filter tipe π (kerugian penyisipan ≥40dB).

Gangguan radiasi di atas 1 GHz: Gunakan filter feedthrough rongga logam (misalnya seri TDK BFC).

Pastikan impedansi filter cocok, misalnya sumber impedansi tinggi cocok dengan filter tipe C, sumber impedansi rendah cocok dengan filter tipe L.

II. Titik Perawatan

Pemeriksaan kondisi fisik: Periksa impedansi kontak antara rumah filter dan pelat pemasangan setiap bulan (nilai target <5mΩ), dan gunakan shim gigi internal untuk mencegah oksidasi. Di lingkungan bersuhu tinggi, bersihkan lubang pendingin filter secara teratur untuk menghindari penumpukan debu yang menyebabkan kenaikan suhu berlebihan (>85℃).

Pengujian kinerja kelistrikan: Gunakan penganalisis spektrum untuk mengukur kehilangan penyisipan setiap triwulan: pada pita 500MHz - 2GHz, filter harus diganti jika nilai kehilangan turun lebih dari 3dB.

Deteksi arus kebocoran: peralatan medis memerlukan <5μA, peralatan industri memungkinkan ≤1mA, melebihi standar dapat menyebabkan sengatan listrik atau operasi yang salah.

Pemecahan Masalah dan Perbaikan

Kegagalan Umum

Saturasi inti: Bila arus terukur tidak mencukupi (misalnya filter 50A digunakan dalam sistem 80A), nilai induktansi menurun, yang mengakibatkan kebocoran interferensi frekuensi rendah. Perlu meningkatkan kapasitas daya (1,5 kali pemilihan arus puncak).