目前在汽车、企业级应用（包括服务器、通信电源等）、航空航天、工业以及 HVAC等应用中，电气系统变得愈发密集，对电源要求越来越高，电源功率也越来越大，使得这些应用中的 EMI （电磁干扰）变得尤为重要，缓解EMI 成为工程师的一项关键系统设计考虑因素。

为应对电源管理的关键设计挑战，德州仪器 (TI)多年来一直围绕低EMI、功率密度、低静态电流（IQ）、低噪声和高精度以及隔离五大技术方向努力。日前，TI推出业内先进的独立式有源电磁干扰 (EMI) 滤波器集成电路 (IC)，能够帮助工程师实施更小、更轻量的 EMI 滤波器，从而以更低的系统成本增强系统功能，同时满足 EMI 监管标准。

有源EMI滤波器优化系统整体性能

高密度应用的共模 (CM) 滤波器通常会限制总 Y 电容大小，因此需要大尺寸共模扼流圈来实现目标转角频率或滤波器衰减特性。这导致了权衡后的无源滤波器设计采用笨重且昂贵的共模扼流圈，尺寸相当于整个滤波器大小。

有源 EMI 滤波器（AEF） 可以使得下一代电源转换实现更为紧凑的滤波器方案，帮助客户在前端的滤波器方案里进一步减少体积和尺寸。利用有源滤波器来进一步优化整个解决方案，同时也可以降低前端共模电感的损耗，并实现更好的热管理，简化整个系统的设计，从而降低系统成本。

AEF电路可缩小系统尺寸（图源：TI公司）

在使用了 AEF 之后，整个共模线圈的体积和尺寸明显减小。没有用 AEF 时，共模线圈的电感量在 4 mH，直径为 70 mm；在使用了 AEF 之后，共模线圈直径只有 50 mm，电感量到了 0.9 mH的级别。

德州仪器 (TI) 产品线经理 Roja de Cande 指出：“AEF 使工程师能够将共模扼流圈的电感值降低多达 80%。与纯无源滤波器解决方案相比，该功能使设计人员能够将扼流圈的尺寸减小 50%。而解决方案尺寸减小后，整体成本和重量也会减小。重量和成本的减小可以方便整个电源产品后端去做一些优化，使得整个系统的体积和构造能够更为灵活和紧凑。同时，等效电阻也变小了，发热量也会减少，有助于提高整个系统的可靠性。”

无源滤波器vs  AEF的设计（图源：TI公司）

观察展示板，左图是原有的无源滤波器的设计，有两个 较大的12 mH 共模线圈；使用了 AEF 之后（右图），共模电感大大减小，从原来的两个 12 mH，缩减到了一个 1 mH，另一个靠近整个功率端是 4 mH的扼流线圈。无论从体积、占板面积、重量还是成本上考虑，AEF大大优化了整个系统的表现。

TI 的 AEF 产品包括针对单相和三相商业应用的 TPSF12C1 和 TPSF12C3，以及面向汽车应用的 TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1，均内置了补偿，对共模干扰有明显改善，可在单相和三相交流电源系统中检测和消除高达 30dB 的共模 EMI（频率范围为 100kHz ~ 3MHz）。

车载充电器应用

车载充电器 (OBC) 是目前的热门应用之一，通常有单相、单相/三相兼容和三相的 OBC 构造。TPSF12C1 可以用在单相滤波器设计上，TPSF12C3可以用于三相或者单相/三相兼容的 EMI 设计中，在 100kHz ~ 3MHz 频率范围内可以消除最高可达 30dB 的EMI。

通常在 OBC 设计中，EMI滤波器往往会使用两级的共模滤波，且共模感量较大，以有效抑制共模干扰。在使用了 TI 的 AEF 之后，在100kHz~3MHz的区间内等效放大了 Y 电容，通过这种技术上的提高进一步减小了共模电感的感量，同时实现更小的体积、更小的尺寸和更小的发热。

OBC应用有效消除共模EMI（图源：TI公司）

满足严格的 EMI 标准

国际无线电干扰特别委员会 (CISPR) 标准是限制电气和电子设备中 EMI 的全球基准。针对于 EMI 的相关规范有 CISPR 11、CISPR 32 和 CISPR 25 的 EMI 要求。TPSF12C1、TPSF12C3、TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1 有助于检测、处理和降低各种交流/直流电源、车载充电器、服务器、UPS 和其他以共模噪声为主的类似系统中的 EMI。

同时，TI 的 AEF 还满足 IEC 61000-4-5 浪涌抗扰度要求，从而大幅减少了对瞬态电压抑制 (TVS) 二极管等外部保护元件的需求。借助 PSpice® 仿真模型，工程设计人员可以轻松地为自己的系统选择合适的元件，从而进一步简化和提高系统设计。

据Roja de Cande介绍，车规级TPSF12C1-Q1 和 TPSF12C3-Q1 现已预量产，采用 4.2mm x 2mm SOT-23 14 引脚封装。此外，TI还提供两款EVM——TPSF12C1QEVM 和 TPSF12C3QEVM 评估模块，均可在 TI官网 上订购。2023 年 3 月底，商用级 TPSF12C1 和 TPSF12C3 的预量产产品也将开放购买。

Roja de Cande表示，应用 AEF 可以有效解决现有和未来的 DC/DC 对于共模、差模的噪声消除的要求。未来宽禁带半导体碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN)使用越来越多，功率密度越来越大，前端的滤波器使用 AEF将进一步缩小体积和尺寸，同时达到同样的 EMI 效果。