直流電源線(xiàn)噪音抑制方法
分類(lèi)：電感資訊 發(fā)布時(shí)間：2023-11-06 瀏覽量：604
便攜式電子產(chǎn)品隨處可見(jiàn)，如數碼相機，數字視頻設備和音頻播放器，隨之產(chǎn)生的是此設備PCB上各種噪聲的抑制問(wèn)題。特別是當交流（AC）適配器代替電池給這些設備供電的時(shí)候，噪聲的抑制就顯得很有必要，因為適配器不僅會(huì )輻射噪音，同時(shí)外界的噪音也會(huì )從適配器的導線(xiàn)上耦合進(jìn)來(lái)。
DC電源線(xiàn)上的輻射噪音
許多家用的電子設備，包括便攜式設備，基本上都是通過(guò)AC適配器來(lái)供電的。AC適配器與便攜式電子設備之間的連接是通過(guò)一根DC導線(xiàn)。同樣的，其作用類(lèi)似于一根天線(xiàn)，它同其它的外界噪聲源一樣，發(fā)射噪聲就來(lái)自這根導線(xiàn)。因此，此電源線(xiàn)的噪聲免疫性測試就顯得十分必要。
通常當對設備的噪聲采用措施進(jìn)行抑制之后，其免疫性會(huì )得到改善，因此研究噪聲的產(chǎn)生是十分重要的。比如從DC/DC轉換器電源電路模塊可以產(chǎn)生噪聲，從內部數字處理電路模塊也可以產(chǎn)生噪聲。
在便攜式設備中，DC/DC模塊和DC/DC轉換器IC是電源電路不可缺少的部分。DC/DC轉換器所需電源是通過(guò)開(kāi)關(guān)模塊控制產(chǎn)生的，從而這種開(kāi)關(guān)單元就變成了一種噪聲源，這種噪聲可以泄漏至直流電源線(xiàn)，且通過(guò)AC適配器導線(xiàn)發(fā)射出去。
同時(shí)，隨著(zhù)便攜式設備功能的增加，所需半導體IC的種類(lèi)也隨之增多，比如像具有更高處理性能和大內存的微處理器。同時(shí)隨著(zhù)處理量的增加和數據處理速度的提高，電路要求有更高速率的IC處理芯片。當IC在工作時(shí)，頻率范圍從幾千到幾百兆的寬頻噪聲就隨之產(chǎn)生，并通過(guò)AC適配器的導線(xiàn)發(fā)射出去。
一般來(lái)說(shuō)，便攜式電子設備內部的噪聲是通過(guò)DC電源線(xiàn)以共模的方式輸出的。在A(yíng)C適配器導線(xiàn)上，其噪音可以用共模濾波器進(jìn)行有效抑制。
在許多情況下，帶有AC適配器的便攜式設備所產(chǎn)生的共模噪聲，一般是通過(guò)線(xiàn)上加一個(gè)鐵氧體的磁環(huán)來(lái)抑制。盡管這是一個(gè)有效的噪聲抑制方法，但是它也存在許多不足，比如，加上磁環(huán)后導線(xiàn)會(huì )變得沉重和龐大，且外觀(guān)不雅。如果改用一個(gè)小尺寸的片式共模濾波器用于此類(lèi)導線(xiàn)的共模噪聲的抑制，將會(huì )使產(chǎn)品更加小巧輕便。
為了評估DC電源線(xiàn)上的EMI靜噪濾波器的噪聲抑制效果，我們做了一個(gè)便攜式設備的評估電路板。它通過(guò)AC適配器取得DC電源，同時(shí)配備了一個(gè)類(lèi)似于電源功能模塊的DC/DC轉換器電路，并安置了一個(gè)類(lèi)似于內部數字處理電路的時(shí)鐘電路。
我們做一個(gè)評估電路，在DC電源模塊上安裝一個(gè)BCDM5020片式共模濾波器，用作DC電源線(xiàn)的EMI靜噪濾波，AC適配器被掛在一個(gè)放有評估電路板的測試桌上。這樣就可以測試垂直模式的噪聲，此噪聲代表了從桌上輻射來(lái)的噪聲。
根據評估結果的測試數據，噪聲的發(fā)射范圍從幾十MHz到800MHz都有。因此可以推斷噪聲是從DC/DC轉換器和內部數字處理電路傳向AC適配器，通過(guò)電源線(xiàn)發(fā)射出來(lái)的。
因此我們做了兩個(gè)不同模式下的噪聲比較：1.在A(yíng)C適配器電源線(xiàn)加裝一個(gè)鐵氧體磁環(huán)。2.在DC輸出模塊上加裝一個(gè)BCDM5020片式共模濾波器。之前我們發(fā)現不同的鐵氧體磁芯的尺寸會(huì )產(chǎn)生不同的共模阻抗。對于此次比較測試，我們采用了一個(gè)標準尺寸的磁環(huán)（直徑為20mm,長(cháng)度大約為40mm）和一個(gè)BCDM5020片式共模濾波器（100MHz時(shí)的阻抗值為1400W）。結果表明片式共模扼流圈的靜噪效果比較好。當然，使用更大尺寸的磁環(huán)或增加電源在磁環(huán)上繞線(xiàn)數也會(huì )得到一個(gè)比較高的阻抗值，然而，這樣會(huì )帶來(lái)不足，導線(xiàn)的重量會(huì )增加，同時(shí)外觀(guān)也顯得凌亂。綜上所述，我們推薦BCDM5020片式共模濾波器取代笨重的磁環(huán)。
