Texas Instruments TPSF12C3/TPSF12C3-Q1 独立的有源滤波器 IC是为了减少三相交流共模（CM）电磁干扰（EMI）系统中的功率。配置了电压感应和电流注入（VSCI）的有源 EMI滤波器（AEF）使用一个电容乘法器 circuit，以模拟传统无源滤波器设计中的Y电容。该器件使用一组检测电容器来检测每条电源线上的高频噪声。它使用注入电容器将降噪电流注入电源线。有效的有源电容由电路增益和注入电容设置。AEF检测和注入阻抗使用相对较低的电容值，组件尺寸较小。设备，包括集成滤波、补偿、保护电路，以及一个使能输入。

数据手册：

Texas Instruments TPSF12C3/TPSF12C3-Q1，为CM 噪声在频率范围，为 EMI 测量，提供一个非常低的阻抗路径。在指定的频率范围的低端(150kHz 至 3MHz)，启用高达 30dB 的CM 噪声减少，大大降低了CM 大小、重量，以及CM 滤波器实施的成本。LMR140x0-Q1器件符合汽车应用类AEC-Q100认证。

特性

可提供功能安全文档来辅助功能安全系统的设计
电压检测、电流注入有源EMI滤波器
- 针对CISPR 25 5级汽车EMI要求进行了优化
- 实现共模发射低阻抗
- 扼流圈尺寸、重量和成本减少了50%以上
- 峰值注入电流为±80mA（典型值）
宽电源电压范围：8 V至16 V
结温范围：-40°C至150°C
简单配置，用于三相交流系统
- 集成检测滤波器和求和网络
- 线路频率下漏电流低
- 简化的补偿网络
固有保护特性，可实现稳健设计
- 可承受6kV 浪涌 (IEC 61000-4-5)，更大限度减少了外部元件数量
- 用于远程开/关控制的使能引脚
- 带迟滞的VDD 电压UVLO保护
- 具有迟滞功能的热关断保护
4.2mm × 2mm SOT-23 14引脚(DYY)封装

功能框图

TPSF12C3独立式三相交流电源系统共模噪声抑制有源EMI滤波器技术解析

一、产品概述

TPSF12C3是德州仪器(TI)推出的独立式有源EMI滤波器IC，专门用于三相交流电源系统中的共模噪声抑制。该器件采用创新的电压检测-电流注入(VSCI)架构，具有以下核心特性：

?功能安全支持?：提供功能安全系统设计文档
?高效噪声抑制?：针对CISPR 11和CISPR 32 Class B传导EMI要求优化
?显著体积缩减?：可减少50%以上的扼流圈尺寸、重量和成本
?宽工作范围?：8V至16V电源电压，-40°C至150°C结温范围
?集成保护?：内置6kV浪涌保护(IEC 61000-4-5)、UVLO和热关断
?紧凑封装?：4.2mm×2mm SOT-23 14引脚(DYY)封装

二、关键电气参数

参数	规格	条件
电源电压范围	8V-16V	推荐12V
注入电流	±80mA(典型)	峰值
放大器带宽	113MHz	单位增益
静态电流	13.2mA(典型)	VDD=12V
UVLO阈值	7.7V(上升)/6.7V(下降)	带1V迟滞
热关断	175°C(触发)/155°C(恢复)	-
ESD防护	±2kV(HBM)/±500V(CDM)	-

三、核心技术解析

1. VSCI架构工作原理

TPSF12C3采用电压检测-电流注入(VSCI)技术：

?检测阶段?：通过CSEN1-4电容(典型680pF)检测三相线路上的高频噪声
?处理阶段?：内部高通滤波消除50/60Hz工频干扰，专用放大器处理CM噪声
?注入阶段?：通过CINJ电容(典型4.7nF)注入反相抵消电流
?等效效果?：实现相当于传统Y电容30-100倍的"有源电容"效果

2. 热共享补偿网络

独特的补偿设计确保稳定性：

?主补偿网络?：COMP1-COMP2间的RG(1.5kΩ)、CG1(10nF)和CG2(10pF)组成
?三重阻尼路径?：
- 低频段：RD1(1kΩ)与CD2(22nF)提供主补偿
- 中频段：RD3(200Ω)与CINJ并联阻尼
- 高频段：RD1A(50Ω)改善相位裕度

3. 系统级保护机制

?浪涌防护?：集成TVS 二极管接口，可承受6kV/1.2μs-50μs组合波
?故障检测?：自动识别LED开路/短路状态
?安全控制?：EN引脚支持远程关断(55μA待机电流)
?热管理?：94°C/W结至环境热阻(14引脚DYY封装)

四、典型应用设计

1. 10kW三相PFC电路EMI滤波方案

?设计要点?：

?元件选型?：
- 检测电容：4×680pF Y2级(DE2B3SA681KN3AX02F)
- 注入电容：4.7nF Y2级(DE2E3SA472MA3BX02F)
- 阻尼电阻：RD1=1kΩ, RD1A=50Ω, RD3=200Ω
?PCB布局?：
- 高压走线间距≥3.8mm(150mil)
- 检测走线与注入走线分层布置
- COMP补偿网络距器件<5mm
- VDD去耦电容(1μF)紧贴引脚
?性能对比?：
- 传统方案：需2级共模扼流圈(每级10mH)
- AEF方案：扼流圈减至2mH，体积减少60%