¿Se pueden usar perlas de ferrita en la salida PWM digital?

Estoy pensando en cómo reducir el ruido EMI de los grandes indicadores LED impulsados ​​por tlc5947 . Este chip tiene salidas digitales que limitan/regulan la corriente a través de diodos emisores de luz encendiendo y apagando. El oscilador interno funciona a unos 4 MHz y parece un circuito bastante potente, 12 V, 600 mA para todo el montaje.

Una de las ideas que me vienen a la mente es usar perlas de ferrita secuencialmente con diodos LED en la salida. Las preocupaciones en contra son que estos inductores pueden generar picos de voltaje cuando se apaga la corriente. Por otro lado, algunas fuentes dicen que las ferritas no acumulan tanta energía como una bobina de relé que absolutamente requeriría un diodo.

Hay 24 canales por chip y hay múltiples chips, por lo que esto significa muchas perlas de ferrita. Pero son bastante pequeños y bastante baratos, por lo que probablemente se puedan montar si la cuenta es suficiente. Con tal cantidad de componentes, agregar condensadores adicionales, resistencias por cada canal no parece divertido.

¿Alguien con el conocimiento podría decir qué tan buena es la idea de poner cuentas de ferrita en la salida PWM digital del chip de control LED que funciona a 4 MHZ? Entiendo que lo mejor sería construir los dos prototipos y medir con una sonda de campo cercano (eso mostraría la diferencia entre las versiones pero no 'lo suficientemente bueno' - 'no lo suficientemente bueno') o al menos directamente la forma de onda. Sin embargo, hay un trabajo y un costo para construir. Tal vez haya algún conocimiento genérico sobre lo buena que es la idea.

El objetivo es simplemente reducir el posible ruido EMI. Los indicadores funcionan muy bien, ni siquiera parpadean o cosas por el estilo.

PD Las respuestas del tipo que no debería estar diseñando el circuito solo porque estoy haciendo esta pregunta están fuera de alcance.

¿ Por qué desea agregar cuentas de ferrita? Eso suena... contraproducente. Al preguntar "qué tan buena es esta idea", deberá especificar con qué propósito .
¿Cuál es tu objetivo? ¿Reducción de EMI radiada? ¿Reducción de parpadeo de LED? etc.?
Primero debería saber si la conmutación es un problema o no, antes de agregar ferritas. La hoja de datos del chip le indica el tiempo de subida y bajada de las formas de onda LED, ¿será eso un problema? Además, la salida es un sumidero de corriente constante, y los dispositivos de corriente constante ideales tienen una impedancia de salida infinita, por lo que, dado que no es una fuente de voltaje con una impedancia de salida cero, ¿cuánto problema será en teoría? La hoja de datos dice que las salidas no se activan exactamente al mismo tiempo, sino que se escalonan ligeramente para mejorar la compatibilidad con EMI. Y mientras que el oscilador ronda los 4 MHz, el PWM funciona a 1 kHz.
La reducción de EMI es el objetivo. Los LED no parpadean, funcionan muy bien. Puedo comprar tantas perlas de ferrita para la única prueba de EMC que no me importaría si me ayudaran, pero pasaría sin ellas.
Las ferritas pueden causar picos de ruido que harán que la EMI sea peor que si no estuvieran allí. Es por eso que las personas no arrojan ferritas ciegamente por todas partes como lo hacen con los capacitores. Podría tener espacio para ferritas y puentearlas si no son necesarias, pero tendrá que probar para ver si realmente mejoran las cosas o no. Además, las ferritas se saturan muy por debajo de su clasificación actual real (como 10%).

Respuestas (2)

Panorama general: una buena integridad de la señal equivale a menos EMI, incluso a 'solo' 4MHz. Esos armónicos pueden atormentarte si no los tratas.

Así que mira primero varias cosas en el área SI.

  • Tiempo de subida de la señal. Las ferritas en realidad podrían ayudar aquí. También podría lograr lo mismo con una red RC.
  • Coincidencia de impedancias. Reduzca los reflejos de la señal mediante el uso de impedancia controlada y una estrategia de terminación adecuada.
  • Zona de bucle. Asegúrese de que sus señales y retornos estén lo más cerca posible entre sí. Cuanto menor sea el área del bucle, menor será el efecto de antena.

Si eso no es suficiente, hay un par de trucos más en la bolsa para suprimir aún más la EMI.

  • Filtrado de modo común. Si sus señales y retornos se pueden enrutar juntos en el mismo arnés, coloque una ferrita alrededor de todos ellos para suprimir el ruido de modo común.
  • Blindaje. Tener un escudo general que no sirva como retorno a tierra. Mire un cable USB o HDMI, por ejemplo.
  • Materiales con pérdidas (ferrita). Convierta la EMI en calor.

A partir de las especificaciones 8.3.4, describen el retraso mux 6x4 para reducir los picos de corriente PWM en 4 por diseño.

Los tiempos de subida estarán dentro y por encima de la banda de 10 MHz, pero aún pueden causar diafonía EMI modulada con la tasa de PWM de 1 kHz en micrófonos de alta impedancia, etc.

La mejor solución es minimizar la impedancia de las líneas largas que utilizan pares trenzados, ya que los cables largos por sí solos son de 1uH/m. Tener un área pequeña para la ruta de retorno actual contribuirá en gran medida a reducir la EMI. Tenga esto en cuenta en su distribución de energía y desacople con una buena tapa electrónica y una tapa de plástico cerca de la fuente del controlador y alimente el par trenzado desde el suministro. La elección de un aislamiento delgado reducirá la impedancia, lo que es mejor para evitar que suene, ya que tendrá una carga de 50 V/1,6 A = +31 ohmios y un controlador de baja impedancia. Entonces, ¿algo <=50 ohmios está bien? Un cable suelto daría como resultado esas señales de alcance realmente ruidosas que jamás haya visto y un par trenzado estándar de 220 ohmios funcionaría, pero <= 50 ohmios es mejor para reducir el timbre de reflexión.

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