車載電源線路用TDK共模濾波器

前言

安全性和舒適性不斷增強的汽車中搭載了很多電子設(shè)備。電子電路分為信號線路和電源線路，需要分別采取防噪聲對策。TDK的共模濾波器的特點是可以根據(jù)用途分別推出多種產(chǎn)品陣容，準備了追求小型薄型化的產(chǎn)品群，以及為了在車載用途中能應(yīng)對嚴格的環(huán)境條件而采用獨有端子結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品群。本期推文將為您介紹的是適用于電源線路的共模濾波器。

1DC輸入濾波器電路基本構(gòu)成

DC輸入濾波器電路的濾波構(gòu)成受基板圖案的接地方法很大影響，需要根據(jù)使之衰減的頻帶和噪聲傳播途徑分別使用適當?shù)牟考?。在EMI對策中，設(shè)計初期階段最好采用能配置電感器（L）、電容器（C）、共模濾波器（CMF）的圖案構(gòu)成。

濾波器構(gòu)成示例

2正常（差分）模式噪聲和共模噪聲

傳導(dǎo)噪聲有正常（差分）模式噪聲和共模噪聲兩種。正常模式噪聲發(fā)生在電路線路之間并逆相流動，共模噪聲發(fā)生在電路線和接地線路之間并同相流動。采取噪聲對策時，需要確認是在哪種模式下發(fā)生的，以使用適當?shù)膶Σ卟考?。正常模式噪聲需要使用電感器?a href="http://ttokpm.com/tags/電容/" target="_blank">電容器，共模噪聲則需要使用共模濾波器。

噪聲的傳導(dǎo)方式

正常模式噪聲

流過電路線路的噪聲

（在線路中逆相流動）

共模噪聲

流過框架地線的噪聲

（與線路同相流動）

3車載ECU用DC-DC轉(zhuǎn)換器的趨勢

不斷電子化的汽車搭載了很多ECU，需要采取共模噪聲的對策?，F(xiàn)在的汽車ECU的DC-DC轉(zhuǎn)換器為了避開AM頻帶，DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率變?yōu)?MHz，高頻范圍的噪音對策變得很重要。

當開關(guān)頻率變?yōu)?MHz時噪聲的變化

條件：輸入5V-輸出1.2V/2A，無輸入濾波器

當開關(guān)頻率達到2MHz時，基本電波達到AM頻帶以上，F(xiàn)M頻帶的噪聲變大。

FM頻帶的噪聲變大的原因

FM頻帶噪聲變大的原因是，當開關(guān)的上升速度變快時，高頻成分變大。由于框架接地的寄生電容，高頻成分的共模電流變得容易很快下降。

1）當開關(guān)的上升速度變快時，

高頻成分變大。

2）頻率高的成分由于框架接地的寄生

電容，共模電流變得容易很快下降。

根據(jù)接地方法，寄生電容的變化很大，所以很難預(yù)測共模噪聲，若要采取共模噪聲的對策，共模濾波器很有效。

3）如果針對共模的噪聲對策不充分，

導(dǎo)致誤動作的可能性增大。

? 假設(shè)頻率80MHz的噪聲電流1μA流過了20cm的電纜環(huán)面積20cm2。

距離1m的地方的電場強度的值是

ED＝ 0.084μV/m

EC＝9μV/m

即使是相同的電流值，共模電流的影響也很大（在上述例子中約為100倍）

? 各模式下的輻射大小

差動電流：ID

共模電流：IC

假設(shè)線路長度：L

線間：ｓ

距離：d，

根據(jù)左側(cè)公式求得。

5TDK車載電源線路用共模濾波器的特點和產(chǎn)品陣容

TDK正在擴大應(yīng)對各種DC電源線路的大電流（最大到8A）的產(chǎn)品陣容。產(chǎn)品在廣泛的頻帶內(nèi)確保高阻抗，使用溫度范圍應(yīng)對“Ta（環(huán)境溫度）=-40~125℃”。

產(chǎn)品特點

寬帶和高噪聲抑制效果

FM頻帶、Celllular頻帶等代表的頻帶也具有高共模阻抗。

低背設(shè)計

采用3.5mm Max. 的低背設(shè)計，最適合必須進行屏蔽的低背設(shè)計ECU。

高質(zhì)量制造

已進行自動化生產(chǎn)及無鹵應(yīng)對。

總結(jié)

隨著DC-DC轉(zhuǎn)換器的工作頻率的高頻化，F(xiàn)M頻帶的噪聲對策越來越重要。關(guān)鍵是在采取EMI對策的基礎(chǔ)上需要劃分正常模式噪聲和共模噪聲，特別是由于共模引起的噪聲有時會受模式及層構(gòu)成、接地方法的影響。若要采取共模噪聲對策，共模濾波器能發(fā)揮有效的作用。僅正常模式濾波器則無法完全降低50MHz以上的噪聲，但同時使用共模濾波器可以降低50MHz以上的噪聲。

如果EMI因為共模噪聲不合格，使用共模濾波器將會是一個有效的對策，但是之后追加時，需要進行設(shè)計變更，所以建議在設(shè)計階段時預(yù)先準備好可以搭載的模式。

編輯：jq