Progetto di un Filtro EMI Attivo Digitale

L’utilizzo di convertitori di potenza elettronici è sempre più diffuso e le frequenze di funzionamento sono sempre maggiori, anche a causa dell’utilizzo dei recenti dispositivi a semiconduttore a larga banda. Questi fattori rendono sempre più cruciale limitare il rumore elettromagnetico emesso, specialmente tramite interferenze elettromagnetiche (EMI) condotte che possono causare un malfunzionamento dei dispositivi limitrofi o difficoltà nel rientrare nelle normative per la compatibilità elettromagnetica. L’utilizzo di filtri passivi per ridurre il rumore è una soluzione funzionale, tuttavia limita la densità di potenza rappresentando uno degli elementi, non strettamente legati alla conversione, con maggiore ingombro e massa all’interno dei convertitori. Per questo sono state sviluppate delle soluzioni attive (active EMI filter, AEF) che, sfruttando diverse topologie, iniettano un segnale utile per ridurre il rumore negli intervalli di frequenze di interesse. Questa soluzione permette una potenziale notevole riduzione dei volumi rispetto ai filtri passivi, tuttavia se le condizioni di progetto della parte attiva non sono rispettate è presente il rischio di ottenere una ridotta riduzione del rumore o di portare il sistema all’instabilità. L’utilizzo di filtri EMI attivi digitali (digital active EMI filters, DAEF) permette di mantenere i volumi ridotti degli AEF, ma con una maggiore flessibilit`a e la possibilità di sfruttare tecniche di controllo digitali per ottenere ottime prestazioni di riduzione del rumore su ampi intervalli di frequenze. In questo elaborato viene riportato lo stato dell’arte relativo ai DAEF e viene proposta una possibile configurazione hardware che racchiuda i componenti necessari per l’acquisizione e l’iniezione del rumore all’interno di un unico circuito stampato che si interfaccia ad un dispositivo FPGA (cioè, field programmable gate array). Il sistema e le relative performance vengono testate sul rumore prodotto da un raddrizzatore a fattore di potenza unitario.