EMI Filter

Advertisement

EMI filter adalah serangkaian komponen elektronik pasif dalam konfigurasi tertentu yang berfungsi untuk meredam interferensi elektromagnetik (EMI) dari atau ke jalur sumber tenaga kelistrikan.
Definisi dan penjelasan tentang EMI telah diulas sebelumnya dalam : EMI .

EMI filter diperlukan manakala :

• Suatu perangkat elektronik dapat terganggu kinerjanya oleh pengaruh EMI yang terdapat di jalur kelistrikan yang menjadi sumber tenaganya
• Suatu perangkat elektronik dapat menjadi sumber EMI potensial sehingga dapat mengganggu perangkat elektronik lainnya yang tersambung kepada sumber tenaga kelistrikan yang sejalur dengannya.

Sebagaimana telah diulas dalam tulisan sebelumnya tentang EMI, merambahnya EMI ke sumber tenaga listrik terbagi ke dalam dua pola, yaitu pola common-mode dan pola differential-mode. Sehubungan dengan ini terdapat pula dua pola umum susunan EMI filter berdasarkan pola perambahannya, yaitu EMI filter common-mode dan EMI filter differential mode.

EMI filter common mode.



Pada gambar (A) di atas diperlihatkan EMI filter common-mode sederhana untuk sumber AC 220V. L1 (disebut common-mode choke) dipasang pada kedua jalur, yaitu jalur AC 220V dan jalur netral.
L1 adalah kumparan choke (peredam) yang mempunyai dua lilitan dan berada pada satu inti ferit. Kumparan ini bertindak seolah resistor bernilai besar bagi sinyal-sinyal EMI berfrekwensi tinggi yang berada pada jalur AC 220V dan jalur netral. Dengan adanya L1 sinyal-sinyal EMI diredam hingga ke tingkat yang cukup rendah.
Sementara itu antara jalur AC 220V dengan ground dan antara jalur netral dengan ground dipasang kondensator by-pass Cy1 dan Cy2. Kedua kondensator ini menghubung singkat sinyal-sinyal EMI ke ground (aarde).
Bagi sinyal-sinyal EMI yang berfrekwensi radio, Cy1 dan Cy2 juga menghubung singkat sinyal-sinyal itu ke ground.
Dengan demikian tegangan AC yang masuk ke beban (yaitu perangkat elektronik yang disambungkan ke sumber AC tersebut) hanyalah tegangan AC 50-60Hz yang bersih.
Apabila beban merupakan perangkat elektronik yang justeru potensial menjadi sumber EMI, maka rangkaian filter bertindak meminimalisir sinyal-sinyal EMI yang mungkin ditimbulkan oleh beban agar tidak merambah ke jalur AC 220V dan jalur netral.

Pada gambar (B) diperlihatkan EMI filter common-mode dengan penambahan Cy3 dan Cy4.
EMI filter menjadi lebih baik sebagai filter masuk dan filter penyekat bagi sinyal-sinyal EMI.
Perhatikanlah bahwa keberadaan ground (aarde) begitu penting dalam peredaman EMI common-mode ini. Sambungan kabel ke sumber listrik AC perlu mempunyai saluran ground yang dalam instalasinya terkoneksi ke bumi/tanah.

Umumnya, Cy1...Cy4 bernilai antara 470pF – 4,7nF, dan L1 bernilai antara 1 hingga 8 mH.
Nilai-nilai Cy dan L1 disesuaikan berdasarkan frekwensi mayoritas EMI yang hendak diredam.

EMI filter differential-mode.



Pada gambar (C) diperlihatkan EMI filter differential-mode standar untuk sumber AC 220V.
Cx1 menghubung singkat sinyal-sinyal EMI yang mungkin terdapat pada jalur AC 220V pada tahap awal.
L1 adalah choke coil lilitan tunggal berinti ferit, meredam sinyal-sinyal EMI berfrekwensi tinggi hingga ke level yang cukup rendah. Sisa-sisa sinyal EMI yang masih terdapat di jalur AC 220V lalu dibersihkan lagi oleh Cx2.
Untuk menghilangkan gangguan EMI differential-mode memang cukup dipasang kondensator Cx karena sinyal-sinyal EMI pada mode ini mempunyai fasa yang berlawanan dengan yang ada pada jalur netral. Dengan kata lain, jalur netral dapat berperan sebagai ground bagi sinyal-sinyal EMI differential-mode.

Adapun gambar (D) memperlihatkan EMI filter differential-mode untuk sumber DC, misalnya pada sistem kelistrikan kendaraan (mobil) atau sistem kelistrikan dengan tenaga surya (solar-cell).
Pada sistem kelistrikan mobil EMI bisa berasal dari pergerakan mesin atau emisi CDI. Sinyal-sinyal EMI dapat terpungut oleh perangkat audio mobil dan menimbulkan suara yang mengganggu, karena EMI di sini bersifat audible/terdengar. EMI pada kelistrikan mobil juga dapat mempengaruhi kinerja perangkat elektronik mobil lain seperti alat bantu navigasi ataupun yang lainnya.
Mula-mula Cx1 menghubung singkat sinyal-sinyal EMI berfrekwensi tinggi. L1 adalah choke coil lilitan tunggal berinti besi (mirip dengan inti trafo audio kecil) yang kemudian meredam sinyal-sinyal EMI pada tahap selanjutnya agar berada pada level yang cukup rendah.
Setelah itu Cx2 (elco) dan Cx3 menyempurnakan pembersihan EMI dari jalur suplai tegangan positif Vcc.

Umumnya Cx1 dan Cx3 bernilai antara 10nF – 47nF, Cx2 bernilai 1000µF, dan L1 bernilai 1mH atau lebih.

Pada sistem kelistrikan solar-cell EMI dapat berasal dari emisi pancaran matahari ataupun sinyal-sinyal frekwensi radio liar yang mungkin terpungut oleh perkabelan konektor antara solar-cell dengan regulator yang biasanya agak panjang.
Sinyal-sinyal EMI ini dapat mengganggu perangkat elektronik yang dihubungkan dengan aki/baterai penampung tegangan. EMI filter membersihkan tegangan DC aki/baterai agar tidak bercampur dengan tegangan-tegangan parasitik.

EMI filter common-mode dan differential-mode.




Dua tipe filter dapat disusun dalam suatu rangkaian EMI filter gabungan.
Pada gambar (E) di atas diperlihatkan EMI filter gabungan common-mode dan differential-mode. Rangkaian ini adalah rangkaian standar yang umum.
EMI filter seperti ini banyak diterapkan pada power-supply SMPS komputer (PC) tipe “fly-back” dan tipe “half-bridge”.
Kebanyakan power-supply PC yang beredar di Indonesia (terutama merek-merek lokal) adalah tipe half-bridge. Tipe ini potensial dapat menjadi sumber EMI common-mode dan differential-mode.
Gambar (F) memperlihatkan contoh power-supply PC dengan EMI filter.
Apakah power-supply PC anda sudah dilengkapi dengan EMI filter?
Jika ternyata power-supply PC anda tidak dilengkapi dengan EMI filter, anda dapat melengkapinya sendiri, silahkan lihat dalam : Melengkapi power-supply PC dengan EMI-filter .

Bagaimana untuk keperluan yang lain, seperti misalnya EMI filter untuk perangkat audio, berbagai charger yang menerapkan SMPS, atau yang lainnya?
Tidak ada salahnya untuk mencoba yang ini : EMI-filter eksternal buatan sendiri .


(Sandi Sb)