Metodología para el diseño de filtros EMI

Abstract

Actualmente, uno de los principales retos en el diseño de productos electrónicos, ya sea como productos de consumo, automotriz, médico, aeronáutico, incluso espacial, es alcanzar el desempeño para el cual fueron diseñados funcionalmente desde su definición y al mismo tiempo cumplir con las especificaciones requeridas y especificaciones del mercado para su futura comercialización. Estos requerimientos garantizan en gran parte la seguridad del usuario y la integración de estos productos con su entorno funcional.

Principalmente uno de los retos a los cuales se enfrentan los ingenieros en electrónica en la actualidad es minimizar el fenómeno de emisiones radiadas y conducidas que existe entre los diversos dispositivos electrónicos que se encuentran operando dentro de un mismo entorno, mismo que, en caso de no comportarse dentro de los niveles indicados en los estándares y regulaciones pueden ocasionar el mal funcionamiento del producto e incluso, ocasionar problemas en otros dispositivos que se encuentren en su entorno.

En este trabajo de investigación se busca desarrollar una metodología que permita analizar y optimizar el diseño de filtros EMI desde las primeras propuestas de diseño con el propósito de cumplir con los estándares de compatibilidad electromagnética. A través esta metodología se emplearán técnicas de análisis matemático y simulaciones de circuitos electrónicos que permitan evaluar condiciones de prueba teóricas y propuestas de mejora en los diseños y de esta manera predecir el comportamiento del producto en condiciones reales.

En Continental Automotive los ingenieros en electrónica no cuentan con alguna metodología clara y única que permita diseñar y optimizar de manera anticipada los filtros EMI utilizados principalmente en fuentes conmutadas que se utilizan en los productos. Normalmente los circuitos utilizados en cada diseño son módulos generales de fuentes conmutadas y/o módulos analógico-digitales que procesan datos a alta velocidad, Dichos módulos típicamente cuentan con una propuesta inicial de diseño de filtro EMI dictada por el fabricante, en consecuencia, las optimizaciones se detectan después de realizar las primeras validaciones eléctricas, generando esta condición un incremento en costo y en el tiempo de validación.

Este trabajo de investigación se enfocado al desarrollo de una metodología que permita desarrollar, analizar y optimizar el análisis de filtros EMI mediante el uso de simulaciones en el software ADS (Advanced Design System). El objetivo particular busca desarrollar una metodología que permita analizar el comportamiento y optimizar el diseño de filtros EMI durante etapas tempranas de diseño.