DC輸入濾波器電路的濾波構(gòu)成受基板圖案的接地方法很大影響,需要根據(jù)使之衰減的頻帶和噪聲傳播途徑分別使用適當(dāng)?shù)牟考T贓MI對策中,設(shè)計初期階段最好采用能配置電感器(L)、電容器(C)、共模濾波器(CMF)的圖案構(gòu)成。
傳導(dǎo)噪聲有正常(差分)模式噪聲和共模噪聲兩種。正常模式噪聲發(fā)生在電路線路之間并逆相流動,共模噪聲發(fā)生在電路線和接地線路之間并同相流動。采取噪聲對策時,需要確認(rèn)是在哪種模式下發(fā)生的,使用適當(dāng)?shù)膶Σ卟考?br style="word-break: break-word; box-sizing: border-box;" /> 為正常模式噪聲使用電感器、電容器,為共模噪聲使用共模濾波器。
正常模式噪聲
流過電路線路的噪聲(在線路中逆相流動)
圖4
共模噪聲
流過框架地線的噪聲(與線路同相流動)
圖5
不斷電子化的汽車搭載了很多ECU,需要采取共模噪聲的對策?,F(xiàn)在的汽車ECU的DC-DC轉(zhuǎn)換器為了避開AM頻帶,DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率變?yōu)?MHz,高頻范圍的噪音對策變得很重要。
當(dāng)開關(guān)頻率變?yōu)?MHz時噪聲的變化
條件:輸入5V-輸出1.2V/2A,無輸入濾波器
當(dāng)開關(guān)頻率達(dá)到2MHz時,基本電波達(dá)到AM頻帶以上,F(xiàn)M頻帶的噪聲變大。
圖7:開關(guān)頻率:400KHz
圖8:開關(guān)頻率: 2MHz
作為參考,記載CISPR25 Level5(Peak)的標(biāo)準(zhǔn)值
FM頻帶噪聲變大的原因是,當(dāng)開關(guān)的上升速度變快時,高頻成分變大。由于框架接地的寄生電容,高頻成分的共模電流變得容易很快下降。
圖9
圖10:梯形波的頻譜
圖11
根據(jù)接地方法,寄生電容的變化很大,所以很難預(yù)測共模噪聲,若要采取共模噪聲的對策,共模濾波器很有效
假設(shè)頻率80MHz的噪聲電流1μA流過了20cm的電纜環(huán)面積20cm2。
距離1m的地方的電場強(qiáng)度的值是
ED= 0.084μV/m
EC=9μV/m
即使是相同的電流值,共模電流的影響也很大(在上述例子中約為100倍)
各模式下的輻射大小
差動電流:ID
共模電流:IC
假設(shè)線路長度:L 線間:s
距離:d,
根據(jù)以下公式求得。
TDK正在擴(kuò)大應(yīng)對各種DC電源線路的大電流(最大到8A)的產(chǎn)品陣容。產(chǎn)品在廣泛的頻帶內(nèi)確保高阻抗,使用溫度范圍應(yīng)對“Ta(環(huán)境溫度)=-40~125℃”。
Item | 共模阻抗(at 100MHz) | 直流電阻 | 額定電流 | 額定電壓 | 絕緣電阻 | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
(Ω) min. | (Ω) typ. | (mΩ) max. | (A) max. | (V) max. | (MΩ) max. | |||
ACT32P-102-2P-TL00 | 3.2x2.5x2.5 | - | 1000 | 250 | 0.65 | 80 | 10 | |
LCV55-701-2PL-TL00(正在開發(fā)) | 5.5x5.5x3.5 | - | 700 | - | 3.0 | 80 | ||
LCV55-142-2PL-TL00(正在開發(fā)) | - | 1400 | - | 2.0 | ||||
LCV70-701-2PL-TL00 | 7.0x6.0x3.5 | 500 | 700 | 15 | 4.0 | |||
LCV70-142-2PL-TL00(正在開發(fā)) | - | 1400 | 26 | 2.6 | ||||
ACM90V-701-2PL-T00 | 9.0x7.0x4.5 | 500 | 700 | 10 | 5.0 | |||
ACM90V-152-2PL-T00 | 1100 | 1500 | 16 | 3.6 | ||||
ACM90V-701-2PL-T00 | 12.0x11.0x6.0 | 500 | 700 | 6 | 8.0 | |||
ACM12V-172-2PL-T00 | 1200 | 1700 | 12 | 4.8 |
表1
寬帶和高噪聲抑制效果
FM頻帶、Celllular頻帶等代表的頻帶也具有高共模阻抗。
低背設(shè)計
采用3.5mm Max. 的低背設(shè)計,最適合必須進(jìn)行屏蔽的低背設(shè)計ECU。
高質(zhì)量制造
已進(jìn)行自動化生產(chǎn)應(yīng)對
已進(jìn)行無鹵應(yīng)對
隨著DC-DC轉(zhuǎn)換器的工作頻率的高頻化,F(xiàn)M頻帶的噪聲對策越來越重要。關(guān)鍵是在采取EMI對策的基礎(chǔ)上,劃分正常模式噪聲和共模噪聲,特別是,由于共模引起的噪聲有時會受圖案及層構(gòu)成、接地方法的影響。若要采取共模噪聲對策,共模濾波器很有效。如下圖所示,僅正常模式濾波器無法完全降低50MHz以上的噪聲,但同時使用共模濾波器可以降低50MHz以上的噪聲。
如果EMI因?yàn)楣材T肼暡缓细?,使用共模濾波器采取對策很有效,但是之后追加時,需要進(jìn)行設(shè)計變更,所以建議在設(shè)計階段時預(yù)先準(zhǔn)備好可以搭載的圖案。
Copyright ? 2018-2020 PbootCMS All Rights Reserved. 技術(shù)支持:億美互聯(lián) 粵ICP備17123820號-1