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使用3端子貫通濾波器的電源線輻射噪音對策

發布時間:2020-04-02 來源:TDK 責任編輯:wenwei

【導讀】隨著電子設備的高速化及高頻化發展,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(等效串聯電感)特性。同時,在汽車電子系統中,為了提高安全、舒適性,并且應對信息娛樂化,低ESL型產品的需求不斷提高。此處將以系列為單位,介紹TDK先進低ESL元件的各類車載電子設備解決方案。
 
使用3端子貫通濾波器的電源線輻射噪音對策
 
DC-DC轉換器多用作包括ECU(電子控制單元)在內的車載電子設備電源。
 
DC-DC轉換器擁有高效率的特點,但由于是開關電源,因此會因半導體開關而產生輻射噪音,從而對其他電子系統造成不良影響,或對車載天線產生干擾,從而對AM/FM廣播及地面數字電視的信號接收造成障礙。同時,如果多個ECU集中配置在發動機艙或儀表盤內時,容易相互受到輻射噪音的影響。
 
杜絕噪音的發生源是EMC對策的基本。為實現通暢的車輛連接便利性以及自動駕駛系統,車載電子設備電源線要求具有萬全的輻射噪音對策。
 
TDK的車載用3端子貫通濾波器YFF-AC/AH系列是通過優化材料與設計,針對車載電子設備而開發的高可靠性,應對大電流的EMC對策元件。雖然體積小,但在廣頻帶中擁有良好的衰減特性,因此作為車載電子設備對于電源線輻射噪音的對策效果顯著。
 
// ECU的DC-DC轉換器是輻射噪音的主要發生源
 
汽車中搭載的ECU在高檔車中可達到100個以上。其通過捆扎了由電池供應電力的電源線與ECU間用于交換信息的信號線的線束進行連接。圖1所示為車載網絡的主要噪音發生源以及傳播途徑。
 
使用3端子貫通濾波器的電源線輻射噪音對策
圖1:車載網絡電源線中的主要噪音發生源
 
// 解決方案:車載電子設備電源線的輻射噪音對策
 
以下根據評估以及測量事例,對使用TDK 3端子貫通濾波器YFF-AC/AH系列的車載電子設備電源線的輻射噪音對策進行介紹。
 
圖2所示為用于調查車載電子設備電源電路所產生輻射噪音的評估電路,以及3m電波暗室法測量系統的概略圖。通過電纜將相當于車載電池的DC電源(12V)與評估電路(DUT:被測設備)進行連接,通過相隔3m的天線測量噪音等級(電場強度)。
 
使用3端子貫通濾波器的電源線輻射噪音對策
圖2 :電源線輻射噪音評估電路與3m法電波暗室測量系統
 
EMI試驗目的在于保護廣播及電視等車載用接收設備免受輻射噪音侵擾,其國際EMC標準由CISPR25規定,其限制值遠比民用設備更為嚴厲。
 
在上述評估電路中,對沒有濾波器、插入4器件LPF(低通濾波器),以及插入3端子貫通濾波器時的頻率-電場強度(輻射噪音等級)進行了比較(圖3)。紅線框表示由極其嚴格的CISPR25 Class5所規定的FM帶與地面數字電視的輻射噪音等級限度值(limit)。
 
使用3端子貫通濾波器的電源線輻射噪音對策
圖3 :3端子型貫通濾波器的輻射噪音抑制效果與優點
 
無濾波器時,地面數字電視帶中產生了大幅高于限度值等級的噪音,但插入LPF及3端子貫通濾波器后,噪音等級被抑制在了限度值以下。但LPF是由2個MLCC、片狀磁珠以及金屬線圈的4器件濾波器。而3端子貫通濾波器只需1個器件便可實現CISPR25 Class5所要求的限制值。在降低元件成本、貼裝成本,節省貼裝空間等方面,3端子貫通濾波器也是擁有較大優勢的解決方案。
使用3端子貫通濾波器的電源線輻射噪音對策
使用3端子貫通濾波器的電源線輻射噪音對策
 
 
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