前言
安全性和舒適性不斷增強(qiáng)的汽車中搭載了很多電子設(shè)備。電子電路分為信號(hào)線路和電源線路,需要分別采取防噪聲對(duì)策。TDK的共模濾波器的特點(diǎn)是可以根據(jù)用途分別推出多種產(chǎn)品陣容,準(zhǔn)備了追求小型薄型化的產(chǎn)品群,以及為了在車載用途中能應(yīng)對(duì)嚴(yán)格的環(huán)境條件而采用獨(dú)有端子結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品群。本期推文將為您介紹的是適用于電源線路的共模濾波器。
1DC輸入濾波器電路基本構(gòu)成
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?。在EMI對(duì)策中,設(shè)計(jì)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。
濾波器構(gòu)成示例
2正常(差分)模式噪聲和共模噪聲
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(dòng),共模噪聲發(fā)生在電路線和接地線路之間并同相流動(dòng)。采取噪聲對(duì)策時(shí),需要確認(rèn)是在哪種模式下發(fā)生的,以使用適當(dāng)?shù)膶?duì)策部件。正常模式噪聲需要使用電感器、電容器,共模噪聲則需要使用共模濾波器。
噪聲的傳導(dǎo)方式
正常模式噪聲
流過電路線路的噪聲
(在線路中逆相流動(dòng))
共模噪聲
流過框架地線的噪聲
(與線路同相流動(dòng))
3車載ECU用DC-DC轉(zhuǎn)換器的趨勢(shì)
不斷電子化的汽車搭載了很多ECU,需要采取共模噪聲的對(duì)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(duì)策變得很重要。
當(dāng)開關(guān)頻率變?yōu)?MHz時(shí)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(shí),基本電波達(dá)到AM頻帶以上,F(xiàn)M頻帶的噪聲變大。
FM頻帶的噪聲變大的原因
FM頻帶噪聲變大的原因是,當(dāng)開關(guān)的上升速度變快時(shí),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。
1)當(dāng)開關(guān)的上升速度變快時(shí),
高頻成分變大。
2)頻率高的成分由于框架接地的寄生
電容,共模電流變得容易很快下降。
根據(jù)接地方法,寄生電容的變化很大,所以很難預(yù)測(cè)共模噪聲,若要采取共模噪聲的對(duì)策,共模濾波器很有效。
3)如果針對(duì)共模的噪聲對(duì)策不充分,
導(dǎo)致誤動(dòng)作的可能性增大。
? 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(chǎng)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(dòng)電流:ID
共模電流:IC
假設(shè)線路長(zhǎng)度:L
線間:s
距離:d,
根據(jù)左側(cè)公式求得。
5TDK車載電源線路用共模濾波器的特點(diǎn)和產(chǎn)品陣容
TDK正在擴(kuò)大應(yīng)對(duì)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(duì)“Ta(環(huán)境溫度)=-40~125℃”。
產(chǎn)品特點(diǎn)
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(jì)
采用3.5mm Max. 的低背設(shè)計(jì),最適合必須進(jìn)行屏蔽的低背設(shè)計(jì)ECU。
高質(zhì)量制造
已進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)及無鹵應(yīng)對(duì)。
總結(jié)
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(duì)策越來越重要。關(guān)鍵是在采取EMI對(duì)策的基礎(chǔ)上需要?jiǎng)澐终DJ皆肼暫凸材T肼?,特別是由于共模引起的噪聲有時(shí)會(huì)受模式及層構(gòu)成、接地方法的影響。若要采取共模噪聲對(duì)策,共模濾波器能發(fā)揮有效的作用。僅正常模式濾波器則無法完全降低50MHz以上的噪聲,但同時(shí)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肼暡缓细瘢褂霉材V波器將會(huì)是一個(gè)有效的對(duì)策,但是之后追加時(shí),需要進(jìn)行設(shè)計(jì)變更,所以建議在設(shè)計(jì)階段時(shí)預(yù)先準(zhǔn)備好可以搭載的模式。
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原文標(biāo)題:車載電源線路用共模濾波器
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