村田共模扼流線圈，針對車載應(yīng)用的高頻噪聲

近年來，隨著ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))精度的提高，汽車行業(yè)開始安裝大量毫米波雷達、LiDAR等高速傳感設(shè)備。如果噪聲從外部進入這些設(shè)備，系統(tǒng)可能無法正常工作。相反，如果這些設(shè)備產(chǎn)生噪聲，則可能會對其他設(shè)備產(chǎn)生不利影響，因此噪聲對策非常重要。

今年四月村田針對汽車應(yīng)用推出了村田首款支持大電流(最大1.2A)和寬頻帶的3225尺寸、用于電源線的繞線共模扼流線圈DLW32PH122XK2。本文將對該新產(chǎn)品的汽車領(lǐng)域降噪對策的效果進行介紹。

一、車載電源線降噪對策現(xiàn)狀

車載市場正不斷擴充ADAS、自動駕駛、V2X、車載信息系統(tǒng)等的應(yīng)用。由于此類應(yīng)用要處理龐大的信息，因此為了執(zhí)行處理，內(nèi)部處理信號的處理速度亦不斷高速化。另一方面，由于部件數(shù)量增多，安裝密度增大，因此要求部件小型化。此外，隨著可進行高速信息通信的無線通信應(yīng)用的擴大，要求應(yīng)對更高頻的噪聲。

共模扼流線圈可有效降低電源線輻射的噪聲。以往車載設(shè)備電源線的主要降噪目標是針對AM及FM頻帶的頻率，因此使用大型部件應(yīng)對低頻噪音。然而隨著車載設(shè)備的快速發(fā)展，要求采取高于AM及FM頻帶的高頻降噪對策(下圖)。

電源線降噪對策使用的共模扼流線圈產(chǎn)品系列

為了應(yīng)對上述發(fā)展趨勢，村田制作所完成了適合小型高頻降噪對策的電源線用共模扼流線圈DLW32PH122XK2的商品化。

下面我們來介紹一下DLW32PH122XK2降噪對策的效果，并就基板設(shè)計中的一些關(guān)鍵因素加以說明。

二、共模扼流線圈的輻射噪聲降噪效果

在如下所述的測量系統(tǒng)中，我們對從EUT將電源電纜作為天線輻射的噪聲進行了測量，并明確了可基于共模扼流線圈降低噪聲的效果。

測量系統(tǒng)：依據(jù)車載國際噪聲管制標準CISPR25

本次測量的EUT在200MHz-800MHz范圍內(nèi)產(chǎn)生了噪聲，但通過插入DLW32PH122KX2，大幅降低了該范圍內(nèi)的噪聲。

下圖為輻射的噪聲的降噪效果評估結(jié)果：

噪聲評估結(jié)果(垂直極化波、AVE檢波)

三、共模扼流線圈BCI試驗的降噪效果

BCI試驗是驗證對來自外部的噪聲的耐受性的試驗。

若外部噪聲進入，可能會引起EUT誤動作。如果抗噪性差，即使很小的噪聲也會引起誤動作。本試驗對插入DLW32PH122XK2后可達到的改進程度進行了驗證。

測量系統(tǒng)：按照車載國際噪聲管制標準ISO11452-4規(guī)定的BCI試驗置換法實施了測量

本次測量的EUT，在注入了360～400MHz的噪聲后，DC/DC轉(zhuǎn)換器開關(guān)停止，發(fā)生了輸出電壓變成0V的誤動作。通過插入DLW32PH122KX2，大幅降低了該范圍的噪聲，提高了對誤動作的噪聲容限(下圖)。

插入DLW32PH122KX2后不發(fā)生誤動作導(dǎo)入電流

村田推薦

DLW32PH122XK2是村田通過將特有的繞線和接合技術(shù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化和材料技術(shù)相組合，創(chuàng)新開發(fā)出的3225尺寸的小型、能夠用一個元件在從數(shù)十MHz頻帶到數(shù)GHz頻帶的寬頻帶范圍內(nèi)實施噪聲對策、支持額定電流為最大1.2A的電源線的繞線共模扼流線圈，并于今年四月實現(xiàn)了商品化。

主要規(guī)格

產(chǎn)品名稱：DLW32PH122XK2

尺寸：3.2×2.5×2.5mm

額定電壓：60Vdc

阻抗：@100MHz900Ω typ.

阻抗：@1GHz1200Ω±20%

額定電流：1200mA

四、總結(jié)

在車載設(shè)備的降噪對策中，以往AM/FM帶的降噪對策就可充分應(yīng)對，但是近年來隨著車載設(shè)備的不斷進步，要求消除數(shù)百MHz的噪聲。

相較原來的電源線用共模扼流線圈，共模扼流線圈DLW32PH112XK2的高頻帶降噪性能更出眾，可應(yīng)對數(shù)百MHz的噪聲。

參考：考慮噪聲途徑的基板設(shè)計

共模扼流線圈可以有效地消除經(jīng)由電源線的噪聲，但是要發(fā)揮該性能，基板的設(shè)計是關(guān)鍵。

若基板內(nèi)層存在GND面和電源面，就會在與表面的圖案之間產(chǎn)生寄生電容(下圖)。

高頻噪聲傳導(dǎo)路徑

如果GND/電源面是均勻的平面，通過圖案的噪聲則經(jīng)由寄生電容通過GND/電源面，通過共模扼流線圈后再經(jīng)由寄生電容返回圖案，結(jié)果就會繞過共模扼流線圈。

這種現(xiàn)象就會降低共模扼流線圈的效果(下圖)。

基于寄生電容的DLW32PH的特性變化

如下圖所示，解決此類問題的有效辦法就是刪除部件正下方的GND/電源面，切斷GND/電極面的旁通路徑。

阻止高頻噪聲，基板設(shè)計很關(guān)鍵