DC-DC电源线路可以用共模滤波器抑制EMI吗?

电源/新能源

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描述

DC输入滤波器电路基本构成

DC输入滤波器电路的滤波效果与主板地层结构及接地方法有很大关系,需要根据要针对衰减的频带和噪声传播途径分别使用合适的器件来优化。为了有效预防EMI,建议的对策是研发初期主板设计中预留好能加电感器(L)、电容器(C)、共模滤波器(CMF)的版图方案。

三种滤波器拓扑结构

DC-DC电源测试

差模干拢和共模干扰

测试传导干扰时分差模式噪声干扰和共模噪声干扰两种。

差模噪声发生在电路线路之间并逆相流动;

共模噪声发生在电路线和接地线路之间并同相流动。

要搞掟噪声干扰,你需要知道它是在哪种模式下发生的,才能采用正确的对策。

针对差模噪声干扰你可以采用使用电感器、电容器组成滤波电路来消除,但针对共模噪声干扰你最好是使用共模滤波器来消除它。

噪声干扰的传导方式图解

DC-DC电源测试

车载ECU采用DC-DC转换器的趋势

现在的汽车正在高度的电子化,搭载越来越多的ECU(Electronic Control Unit),它们都要用到DC-DC转换器,现在的汽车为了避开AM频带,DC-DC转换器的开关频率变为2MHz,高频范围的噪音更难对付,需要采取共模噪声的对策。

图6各应用使用的频带

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当开关频率变为2MHz时噪声的变化

传导噪声电压法

条件:输入5V-输出1.2V/2A,无输入滤波器

当开关频率达到2MHz时,AM频段的噪声都在基本电波要求以下,但FM频带的噪声变大。

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FM频带的噪声变大的原因

1)当开关的上升速度变快时,高频谐波份量更大。

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2)频率高的成分由于框架接地的寄生电容,共模电流更容易快速下降。

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3)如果针对共模的噪声对策不充分,导致误动作的可能性增大。

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下面介绍TDK车载电源共模滤波器为参考,了解应用的特点和方法

TDK正在大力发展DC电源线路的大电流(最大到8A)的产品系列,在广泛的频带内确保高阻抗,使用温度范围为-40~125℃”。

应用示例

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产品系列

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产品的特点

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总结

随着DC-DC转换器的工作频率的高频化,FM频带的噪声对策越来越重要。关键是在采取EMI对策的基础上,区分是差模噪声还是共模噪声,如是共模引起,要特别注意Layout图层构成、接地方法,采用共模滤波器是消除它很有效的方法。如下图所示,仅采用PI型滤波器无法完全降低50MHz以上的噪声,但同时使用共模滤波器的话就可以降低50MHz以上的噪声。建议在设计之初就预留好共模滤波器位置,不然你样机不合格的话又要做一次设计变更。

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