關(guān)于3端子貫通濾波器貼裝的指南和應(yīng)用

隨著電子設(shè)備的高速化及高頻化發(fā)展，用于噪音濾波器或去耦的電容器或3端子貫通濾波器被要求更低的ESL(等效串聯(lián)電感)特性。同時(shí)，在汽車電子系統(tǒng)中，為了提高安全、舒適性，并且應(yīng)對(duì)信息娛樂(lè)化，低ESL型產(chǎn)品的需求不斷提高。此處將以系列為單位，介紹TDK低ESL元件的各類車載電子設(shè)備解決方案。

3端子貫通濾波器可根據(jù)不同的連接方法，實(shí)現(xiàn)高效的噪音對(duì)策與去耦。

饋通連接是貫通串聯(lián)于電源線上的普通貼裝方法，十分適合作為高頻噪音對(duì)策。分流貫通連接則是并聯(lián)于電源線的貼裝方法，用作電源線去耦也能夠發(fā)揮優(yōu)異效果。本文章分別對(duì)其貼裝方法及優(yōu)點(diǎn)等進(jìn)行詳細(xì)解說(shuō)。

3端子貫通濾波器是通過(guò)內(nèi)部電極的特殊積層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)低ESL化，提高衰減特性的電子元件。但根據(jù)不同的貼裝方法，衰減特性會(huì)受到基板ESL成分的影響而發(fā)生變化。特別在多層基板貼裝中，貫通孔（導(dǎo)通孔）的設(shè)計(jì)與ESL值有著密切關(guān)系。

以下以第1層為底板平面(整面為底板的層，整體底板)、第2層為電源線的多層基板(圖1)為例，介紹其貼裝方法重點(diǎn)。

圖1：在多層基板上貼裝3端子貫通濾波器的示例

重點(diǎn)1：若在貼裝有信號(hào)配線圖案及電子元件的基板表面與電源線層之間配置有底板平面，則底板平面的靜電屏蔽效果會(huì)降低噪音的影響。因此，原則上相比線而言，平面更適合作為底板。

如圖1所示，在將3端子貫通濾波器貼裝于多層基板時(shí)，會(huì)切除電源線的一部分圖案，通過(guò)貫通孔連接至基板表面的配線圖案上。

重點(diǎn)2：3端子貫通濾波器側(cè)面的2個(gè)底板電極通過(guò)底板圖案與貫通孔，與基板內(nèi)層底板平面連接。為實(shí)現(xiàn)低ESL化，與底板圖案的連接盡可能變粗變短。

重點(diǎn)3：連接底板圖案與底板平面的貫通孔的數(shù)量與長(zhǎng)度（深度）與ESL值擁有緊密聯(lián)系。增加貫通孔數(shù)量，以最短的狀態(tài)進(jìn)行連接也是重點(diǎn)之一。

實(shí)際連接底板圖案與底板平面的貫通孔數(shù)量、長(zhǎng)度（深度）與3端子貫通濾波器的衰減量-頻率特性存在怎樣的關(guān)系，通過(guò)圖2所示貼裝條件進(jìn)行了比較。

圖2 ：貼裝于多層基板上的條件(貫通孔、底板平面)

底板圖案兩側(cè)2處貫通孔的情況(條件①)與單側(cè)1處的情況(條件②)中，2處的情況下?lián)碛懈蟮乃p量。此外，同樣為兩側(cè)2處的情況中，若貫通孔長(zhǎng)度（深度）不同時(shí)，相比長(zhǎng)(深)貫通孔條件③，短(淺)貫通孔條件①擁有更大衰減量(圖3)。

圖3 ：貫通孔的數(shù)量/長(zhǎng)度(深度)與衰減特性的關(guān)系

為此，貫通孔越多，或貫通孔長(zhǎng)度（深度）越短（淺），則ESL更低，衰減特性越優(yōu)異。

如圖4所示為兼顧了性價(jià)比的TDK推薦貫通孔配置。中央部的貫通孔發(fā)揮優(yōu)異的低ESL效果。

圖4：兼顧了性價(jià)比的TDK推薦貫通孔配置

IC電源線的電壓變動(dòng)或會(huì)導(dǎo)致電路動(dòng)作不穩(wěn)定，或產(chǎn)生噪音。為此，通過(guò)在電源線與底板之間插入電容器，能夠在負(fù)荷發(fā)生急劇變化時(shí)臨時(shí)供應(yīng)電流，從而抑制電壓變動(dòng)。這就稱為去耦，使用的電容器則稱為去耦電容器。

3端子貫通濾波器YFF-AC/AH系列不僅可以用作車載電子設(shè)備電源線的噪音對(duì)策元件，同時(shí)在去耦方面也可發(fā)揮優(yōu)異的作用。用于去耦時(shí)，被稱為分流貫通連接的特殊貼裝方法較為有效。如圖5所示，分流貫通連接無(wú)需切除電源線圖案便可在印刷基板上進(jìn)行貼裝。為此，3端子貫通濾波器與電源線為并聯(lián)。

圖5：分流貫通連接的貼裝方法

將3端子貫通濾波器用于去耦，與分流貫通連接時(shí)擁有如下優(yōu)點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)1：由于流過(guò)電源線的電流主要向配線圖案方向流動(dòng)，因此通過(guò)分流貫通連接，可使其用于流過(guò)的電流超過(guò)3端子貫通濾波器中所規(guī)定額定電流的電路中。

優(yōu)點(diǎn)2：為用于去耦用途而將3端子貫通濾波器進(jìn)行饋通連接時(shí)，其會(huì)因3端子貫通濾波器內(nèi)部電阻成分(Rdc)而導(dǎo)致電壓下降，尤其在低電壓電路中，其影響更大。分流貫通連接擁有降低該影響的優(yōu)點(diǎn)。

圖6所示為饋通連接與分流貫通連接中電壓下降的比較示例。

圖6：饋通連接與分流貫通連接中電壓下降的比較示例

在電源電壓3.0V、負(fù)荷1Ω的電路中途插入3端子貫通濾波器(4.3μF)時(shí)，饋通連接中電壓會(huì)下降18mV，而分流貫通連接則抑制在8mV。分流貫通連接可抑制電源線電壓下降，在低電壓電路中也可使用。

為此，為高效使用3端子貫通濾波器，根據(jù)用途選擇適合的貼裝方法是其重點(diǎn)所在。以下對(duì)饋通連接與分流貫通連接的特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)(表1)。

表1：饋通連接與分流貫通連接的特點(diǎn)比較

《車載用3端子貫通濾波器YFF-AC/AH系列的主要特點(diǎn)、用途、電氣特性》

【主要特點(diǎn)】

?針對(duì)車載用途的小型、高性能EMC對(duì)策元件。在去耦用途中也能發(fā)揮優(yōu)異效果。

?符合AEC-Q200。

?在廣頻帶中擁有良好的衰減特性。

?應(yīng)對(duì)大電流(6~10A)。

?減少元件數(shù)量，降低貼裝成本，節(jié)省貼裝空間，簡(jiǎn)化基板布局。

【主要用途】

?在ECU、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、車載攝像頭系統(tǒng)、毫米波雷達(dá)系統(tǒng)等，用作各類車載電子設(shè)備電源線的EMC對(duì)策以及去耦。

【主要電氣特性】

《YFF31HC型(3216尺寸)示例》

責(zé)任編輯：djl