Tenemos un amplio espectro de RUIDOS ELECTROMAGNÉTICOS en función de su frecuencia , ahora
voy a tratar un caso real muy frecuente en automoción,
En este caso concreto son aparatos como lámparas , luz día , cargadores usb , reductores , monitores TV ,etc... y un sin fin de aparatos que se instalan en automoción , sobre todo en autocares , camiones y vehículos industriales.
La mayoría de estos aparatos funciona con tecnología PWM dada su alta eficiencia , que ronda fácilmente el 97% , por lo que se pueden conseguir altas potencias , bajo consumo y por consecuencia el equipo se calienta menos,
La consecuencia más común es que esa interferencia electromagnética producida por el
PWM (modulación por ancho de impulso) interfiere muy frecuentemente en la banda de FM
produciendo disminución de la señal de antena de la radio , incluso haciendo desaparecer emisoras.
Para la prueba he seleccionado dos reductores de 24V a 12V con 10Amp .
Uno que es especialmente ruidoso , entiéndase ruido electromagnético y otro menos ruidoso.
Para entender la calidad del diseño , veo con un osciloscopio la señal de frecuencia que entrega
el circuito oscilador a los transistores MOSFET de potencia.
-Señal cuadrada perfecta.
-Se aprecia que este oscilador trabaja a 102.2Khz.
-Señal cuadrada con distorsión
evidente.
-Frecuencia de trabajo más elevada
1.785 Mhz. , esa frecuencia no es correcta ya que los ruidos en la oscilación los entiende como onda.
Se puede apreciar la diferencia en la calidad de la señal.
La siguiente prueba que realizo es escanear la banda de FM (85-108 Mhz) y ver las emisoras y el nivel de señal conseguido.
En el tercer gráfico se pueden ver las emisoras localizadas sin ningún tipo de interferencia , que se puede comparar con el primer gráfico que son con un reductor conectado en la misma línea de alimentación , se aprecia una disminución de la calidad de señal muy importante.
Por último le instalo un filtro que le llamo anti-emis de invención propia y podemos ver como se recuperan los valores a aproximadamente a los de ausencia de ruido PWM.(Gráfica 2).
-Por último para terminar de ver este ruido electromagnético producido en la banda de FM ,
en este caso por un reductor de mala calidad o por lo menos no apto para automoción , voy
a ajustar un MEDIDOR DE ESPECTRO a esas frecuencias de FM .
Se puede apreciar una frecuencia inicial de 85 Mhz y una final de 108 Mhz , la señal resultante es la que vemos con el reductor "bueno". Muy poco ruido.
En la imagen inferior instalamos el otro reductor "malo" , con los mismos ajustes y apreciamos una gran entrada de ruido , que como consecuencia anula o atenúa las emisoras de radio.
También podemos apreciar el pico máximo de ruido en los 104.412 Mhz y si acudimos al gráfico donde se ven las emisoras sintonizadas vemos que entre 102-104 Mhz han desaparecido.
El resumen según lo que instalemos podemos tener problemas varios difíciles de resolver , las interferencias son muy difíciles de localizar y eliminar , por lo que es muy aconsejable comprar producto de calidad a profesionales e instalados por profesionales.
Dada mi larga experiencia instalando , resolviendo problemas y diseñando equipos electrónicos
e diseñado un filtro para atenuar y en algún caso eliminar este problema.
FILTRO ANTI-EMIS
En este gráfico se pueden ver varios tramos diferenciados , para abordar el diseño de un filtro que funcione en todo el espectro , será un filtro triple:
-Filtro LC para perturbaciones de baja frecuencia o armónicas.
-Filtro con MOSFET utilizado en DRONES para eliminar PWM de los motores , y no influya en la trasmisión de imagen y control.(perturbaciones conducidas).
-Para las perturbaciones radiadas por cable y por el circuito , utilizo un filtro comercial de MURATA
BNX026H01L .
En este proyecto , no voy a reflejar los cálculos de los componentes para hacerlo más ameno ,
si se quiere en Internet existen calculadoras e información para el cálculo de frecuencias.
PWM EN AUTOMOCIÓN
ESQUEMA ELECTRÓNICO
-Lo primero que encontramos es un diodo TVS , protegemos el circuito conectado como carga.
-C1-C2-C3 -L2 , forman el filtro de baja frecuencia.
-Q1-R1-D2-C4-C5-C6-L2 , forman el filtro de mediana frecuencia.
-BNX026H01L es el filtro de alta frecuencia.
DISEÑO PCB
PLACA 3D
PROTOTIPO CONSTRUIDO
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