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直流電源線噪音抑製方法

發布時間:2022-07-28

直(zhi)流電(dian)源(yuan)線噪音抑(yi)製方(fang)法(fa)

今(jin)天(tian),便攜式(shi)電子(zi)產品隨(sui)處(chu)可(ke)見(jian),如數(shu)碼(ma)相機,數字視頻(pin)設備(bei)和(he)音頻播(bo)放(fang)器(qi),隨之產生(sheng)的(de)是此設(she)備PCB上各(ge)種(zhong)噪(zao)聲的抑製問題。特(te)別是當交(jiao)流(AC)適配(pei)器代替(ti)電池(chi)給這些設備供電的時(shi)候(hou),噪聲的抑製就(jiu)顯得(de)很有(you)必(bi)要(yao),因為(wei)適(shi)配器不(bu)僅(jin)會(hui)輻射(she)噪音(yin),同時外(wai)界的噪音也會從適配器的導線上耦(ou)合(he)進來(lai)。


DC電源線上的輻射噪音


許多家(jia)用(yong)的電子設備,包括(kuo)便攜式設備,基(ji)本上都(dou)是(shi)通過AC適配器來供電的。AC適配器與便(bian)攜(xie)式電子設備之(zhi)間(jian)的連(lian)接(jie)是通過一根DC導線。同樣的,其作(zuo)用類(lei)似(shi)於(yu)一根天線,它同其它(ta)的外界(jie)噪聲(sheng)源一樣,發射噪聲就來自這根(gen)導(dao)線(xian)。因此,此(ci)電源線的噪聲免(mian)疫性(xing)測試就顯得十分(fen)必要。


通(tong)常當(dang)對(dui)設備的噪聲采用措(cuo)施進行(xing)抑製(zhi)之後(hou),其免疫性會得到改善,因此研究噪聲的產生是十(shi)分重要的。比(bi)如從DC/DC轉(zhuan)換(huan)器電源電路模(mo)塊可以產生噪聲,從內(nei)部數字處理電路(lu)模塊也可以產(chan)生噪聲。


在便攜式設備中,DC/DC模塊(kuai)和DC/DC轉換器IC是電源電路不可缺少(shao)的部分。DC/DC轉換器所需(xu)電源是通過開關(guan)模塊控製產生的,從(cong)而(er)這種開關單(dan)元(yuan)就變成了(le)一(yi)種噪聲源,這種噪聲可以泄漏(lou)至直流(liu)電源線,且通過(guo)AC適配器導線發(fa)射出去。


同(tong)時,隨著(zhu)便攜式設備功能(neng)的增(zeng)加(jia),所需半(ban)導體IC的種類也隨之增多(duo),比如(ru)像具有更(geng)高(gao)處理性能和大內存(cun)的微處理(li)器。同(tong)時隨著處理量的增加和數據處理速度的提高,電路要求(qiu)有更高速率的IC處理芯片(pian)。當IC在工作時,頻率範(fan)圍從幾(ji)千到(dao)幾百(bai)兆(zhao)的寬頻噪聲就隨之產生,並(bing)通過AC適配器的導線發射出去(qu)。


一般(ban)來說,便攜式電子設備內部的噪聲是通過DC電源線以共模的方式輸(shu)出(chu)的。在AC適配器導線上(shang),其(qi)噪音可以(yi)用共模濾(lv)波器進(jin)行有效(xiao)抑製。


在許(xu)多情況下(xia),帶有AC適配器的便攜式設備所(suo)產生的共(gong)模噪聲,一般是通過線上加一個鐵氧(yang)體的磁環來抑製。盡(jin)管這是一個有效的噪聲抑製方法,但(dan)是它也存在許多不足(zu),比如,加上磁(ci)環(huan)後導線會變得沉(chen)重和龐大(da),且(qie)外觀不雅(ya)。如果改用一個小尺(chi)寸的片式共模濾波(bo)器用於此類導線的共模噪聲的抑製,將會使產品(pin)更加小巧輕(qing)便。


為了評估(gu)DC電源線上的EMI靜噪濾波器的噪聲抑製效果,亚洲欧美中文日韩v最新在线做(zuo)了一個便攜式設備的評估電路板。它通過AC適配器取(qu)得DC電源,同時配備了一個(ge)類似於電源功能模塊的DC/DC轉換器電路,並安置了一個類似於內部(bu)數字(zi)處理電路的時鍾電路。


亚洲欧美中文日韩v最新在线做一個評(ping)估電路,在DC電源模塊上安裝(zhuang)一個BCDM5020片式共模濾波器,用作DC電源線的EMI靜(jing)噪濾波,AC適配器被掛在一個放有評估電路板的測試桌上。這(zhe)樣(yang)就可以測試垂(chui)直模式的噪聲,此噪聲代(dai)表(biao)了從桌(zhuo)上輻射來的噪聲。


根據(ju)評估結(jie)果(guo)的測(ce)試(shi)數據,噪聲的發射範圍(wei)從幾十MHz到800MHz都有。因(yin)此可以推(tui)斷噪聲是從DC/DC轉換器和內部數字處理電路傳向AC適配器,通過電源線發射出來的。


因此亚洲欧美中文日韩v最新在线做了兩(liang)個不同模式下的噪聲比較(jiao):

1.在AC適配器電源線加裝一個鐵(tie)氧體(ti)磁環。

2.在DC輸出模塊上加裝一個BCDM5020片式共模濾波器。之前(qian)亚洲欧美中文日韩v最新在线發現(xian)不同的鐵氧體磁芯(xin)的尺寸(cun)會產生不同的共模阻抗。


對於此次(ci)比較測試,亚洲欧美中文日韩v最新在线采(cai)用了一個標準(zhun)尺寸的磁環(直徑為20mm,長(zhang)度(du)大約(yue)為40mm)和一個BCDM5020片式共模濾波器(100MHz時的阻(zu)抗(kang)值(zhi)為1400W)。結果表明(ming)片式共模扼(e)流圈的靜噪效果比較好(hao)。當然,使(shi)用更大尺寸的磁環或增加電源在磁環上繞(rao)線數也(ye)會得到一個比較高的阻抗值,然而,這樣會帶(dai)來不足,導線的重量(liang)會增加,同時外觀(guan)也顯(xian)得淩亂(luan)。綜(zong)上所述(shu),亚洲欧美中文日韩v最新在线推薦(jian)BCDM5020片式共模濾波器取代笨(ben)重的磁環。

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