calculadora

Atenuación requerida

Cálculo de Areq,DM y Areq,CM según la normativa CISPR 14

Areq,DM

—

dB modo diferencial

Areq,CM

—

dB modo común

Ruido medido

—

dBμV

Límite CISPR

—

dBμV

Modo Diferencial (DM)

Areq,DM = Ruido − Límite + Margen = — dB

Modo Común (CM)

Areq,CM ≈ 50 dB (estimado para modo común, peor caso)

⚠La atenuación CM se estima como 50 dB. En sistemas con convertidores conmutados la corriente de modo común puede ser 10-20 dB menor que la DM, pero se aplica margen de seguridad conservador.

Frecuencias de corte

fc,DM y fc,CM para filtro LC de segundo orden (40 dB/dec)

fc,DM

—

fc,CM

—

ftarget (CISPR 14)

150 k

Margen seguridad

−20 %

sobre fc calculada

Fórmula fundamental (filtro 2º orden)

fc = ftarget / 10^(Areq / 40)

Un filtro LC de segundo orden atenúa a razón de 40 dB/década por encima de fc. La fórmula despeja la frecuencia de corte necesaria para alcanzar Areq a ftarget = 150 kHz.

fc,DM — paso a paso

fc,CM — paso a paso

Atenuación vs Frecuencia (Bode estimado)

Selección de condensadores

CX clase X2 (DM) y CY clase Y2 (CM) con límites de seguridad

CX máx (10% reactiva)

—

μF

CX seleccionado

2.2

μF — Clase X2

CY máx (0.25 mA fuga)

—

CY seleccionado

3.3

nF — Clase Y2

Condensador DM — CX Clase X2

CX ≤ (0.1 × Imax) / (2π × fline × Vin)

✓ —

Condensador CM — CY Clase Y2

CY ≤ 0.25×10⁻³ / (2π × fline × Vin)

✓ —

Criterio de corriente de fuga — Seguridad

Los condensadores CY conectados entre línea y tierra determinan la corriente de fuga a tierra. Para equipos de uso general la norma IEC 60950 limita la corriente de fuga a 0.25 mA. Para uso médico este límite es 0.01 mA.

Inductancias LDM y LCM

Cálculo de inductancia diferencial y choque de modo común

LDM teórico

—

LDM normalizado

Integrado

fuga del LCM (≈2%)

LCM teórico

—

LCM normalizado

mH — WE-CMB

Inductor DM — LDM

LDM = 1 / ((2π·fc,DM)² · CX)

ℹEl LDM se implementa como inductancia de fuga del choque de modo común (≈2% de LCM). Esto simplifica el diseño y reduce el recuento de componentes.

Choke de modo común — LCM

LCM = 1 / ((2π·fc,CM)² · 2·CY)

Criterio anti-saturación del núcleo

A > (IDM · LDM) / (Bmax · N)

✓ —

Núcleo magnético

Número de espiras, producto de áreas y selección del material

Espiras N

—

vueltas

Ae·Aw mínimo

—

mm⁴

Bmax material

—

μeff estimado

—

adim.

Número de espiras (método AL)

N = √(LCM / AL)

⚠A mayor N, mayor capacidad parásita y menor SRF. Verificar que SRF > 150 kHz.

Producto de áreas Ae·Aw

Ae·Aw ≥ (LCM·Imax²) / (Jmax·Bmax·ku)

Comparativa de materiales magnéticos

Material	Bsat (T)	μeff	Coste	Tamaño relativo
Nanocristalino	1.20	20k–80k	Alto	Muy compacto
Ferrita Mn-Zn	0.30	2k–10k	Bajo	Voluminoso
Amorfo	0.90	5k–30k	Medio	Compacto

★ —

Conductor y efecto pelicular

Sección del conductor, densidad de corriente y efecto skin a alta frecuencia

Sección Scond

—

mm²

Diámetro sólido equiv.

—

mm ≈ AWG

δ a 150 kHz

0.17

mm — profundidad piel

Área ventana Aw

—

mm²

Sección del conductor

Scond = Imax / Jmax (Jmax = 4 A/mm²)

Efecto pelicular (Skin Effect)

δ = 66 / √f (cobre, δ en mm, f en Hz)

Área de ventana de bobinado Aw

Aw ≥ (N · Imax) / (Jmax · ku)

⚠Para Imax ≥ 5 A se recomienda hilo Litz o multifilar para reducir pérdidas AC por efecto pelicular. El hilo sólido tiene mayor resistencia AC a 150 kHz.

Profundidad de penetración vs Frecuencia

Resumen de componentes

Tabla completa de componentes calculados y circuito del filtro EMI

Componentes calculados

Componente	Símbolo	Valor teórico	Valor normalizado	Referencia	Estado

Esquema del filtro EMI (topología LC π)

L (FASE) N (NEUTRO) LCM (Choke CM) CX1 2.2μF CX2 2.2μF CY1 3.3nF CY2 3.3nF PE LCM 56mH INOUT

Criterios de seguridad (resumen)