概要

小型かつ効率的な EMI (電磁干渉) 入力フィルタの製作は、電力密度の高いスイッチング・レギュレータにとって重要な課題の 1 つです。また、自動車の電動化、エンタープライズ、航空宇宙、他の制約の厳しいシステム環境で、最大の利点を実現する際にも、このようなフィルタが不可欠です。例として、自動車のオンボード・チャージャとサーバー・ラック向けの電源は大電力アプリケーションであり、高難度のフォーム・ファクタに収まるソリューションを製作するうえで、EMI フィルタ部品の体積小型化が役に立つのは重要な事実です。特に、ワイド・バンドギャップ・デバイス (GaN：窒化ガリウムと SiC：シリコン・カーバイド) が登場した現状で、高速スイッチングを特長とする電力半導体デバイスは、同相 (コモンモード：CM) 電磁波の増加をもたらす可能性があります。

商用環境 (Class A) と住宅環境 (Class B) の両方に対応できる CM フィルタは通常、漏れ電流 (タッチ・カレント) 安全性要件が原因で Y 静電容量 (Y コンデンサ) に制限が課されています。その結果、必須の減衰を達成するために、大型サイズの CM チョークが必要になります。最終的にフィルタの設計で、重く、かさばり、高額な受動部品を採用することになります。それに対し、アクティブ EMI フィルタ (AEF) 回路を採用すると、次世代の電力変換システムに適した、より小型のフィルタ設計を実現できます。すでに説明した分野のように、スペース制約が厳しい各種アプリケーションは、アクティブ電源フィルタ IC を活用する方法で最適化をいっそう推進できる成熟度に達しており、その場合、磁気部品とフィルタ全体のサイズを大幅に縮小できます。

この技術ホワイト・ペーパーでは、センシング、注入、制御の各手法に関する AEF 回路の理論的な背景と一般的な原理について説明し、単相および三相 AC 電源システムでの CM ノイズ・キャンセルに対して、テキサス・インスツルメンツのスタンドアロン AEF IC ファミリを使用した実用的な回路の実現方法を示します。3.3kW の力率改善 (PFC) AC/DCレギュレータを使用して測定した結果は、EMI 低減と基板面積の節減という利点を示しています。