模扼流线圈的电源线静噪对策

一届流寇

1. 要旨 一般来说电子设备由多个半导体和机能快构成，需要给各个部分提供符合各自规定电压的电源。需要的电压多不相同，要通过DC-DC转换器（转换成电子元件工作需要的电源电压的电路）变换成需要的电压。 此时多会采用在尺寸和电气性能方面使用开关的DCDC转换器。另一方面，需要注意开关产生的噪声，不满足噪声规格时，必须采取某种静噪对策。 本篇文章介绍使用共模扼流线圈的电源静噪对策事例。 2. 电源线的静噪对策事例 我们准备了非绝缘•降压型（5V⇒1.8V, Pout=27W）和开关频率500kHz的一般用DCDC转换器作为静噪对策的对象。 在此以符合一般设备用规格CISPR22 class B（一般家庭以及轻工业环境下被使用的设备）为目标。分辨噪声模式的主体是差模噪声还是共模噪声后，再实施有效的静噪对策。 关于噪声模式说明，请参照以下链接。 「噪声对策的基础 【第6讲】 片状共模扼流线圈」 ① 传导噪声（150kHz～30MHz） 使用人工电源网络（AMN），测量了线与地面间的共模电压（传导噪声）。测量初始状态的传导噪声后，发现开关频率500kHz的倍增（频率转换成n倍）频率产生噪声频谱，超过规格。（图1） 图1.初始传导噪声级 实施静噪对策前，利用△形 LISN（line impedance stabilization network）进行模式分离，分辨噪声模式的主体是差模噪声还是共模噪声。如图2所示，可知本次噪声的主体是差模噪声。 图2.噪声模式分离 因此使用差模静噪对策中效果极好的方块型EMIFILⓇBNX029-01时，噪声级被大幅降低。（图3） 图3. 方块型EMIFILⓇ的静噪效果② 辐射噪声（30MHz～6GHz） 在上述对策的状态下，用10m法测量放射到空间的电场强度，进行辐射噪声评估时， 发现产生了远远超过CISPR22 class B噪声允许值的辐射噪声。（图4）由辐射路径的调查结果得知，DCDC转换器的输入电源电线成为天线，在空间里辐射噪声。 图4.初始辐射噪声级 BNX029-01在100kHz～1GHz的广泛频带内都有能够去除差模噪声的效果，所以可推测残留噪声是共模噪声。 共模静噪对策是插入共模扼流线圈PLT10HH9016R0PN时，辐射噪声级大幅提高，可满足CISPR22 class B噪声允许值。由此可知辐射噪声的主体是共模噪声。（图5） 图5.共模扼流线圈的静噪效果3. 电源线用共模扼流线圈产品阵容 株式会社 村田制作所拥有各种的元件尺寸•丰富特性的产品，客户可挑选符合客户用途的合适元件。（表1） 表1.共模扼流线圈产品阵容 品　名 尺寸 共模阻抗 额定电流 *1 额定电压 DLW44SN***SK2 4.0x4.0mm T=1.5mm max. 100~2400Ω @100MHz 3.1~1.1A 60Vdc DLW5BTM***TQ2 5.0x5.0mm T=2.5mm max. 100~1400Ω @100MHz 6~2A 50Vdc PLT5BPH******SN 5.0x5.0mm T=5.0mm max. 100~500Ω @100MHz 5.6~3.1A 80Vdc PLT10HH******PN 12.9x6.6mm T=9.3mm max. 45~100Ω @10MHz 18~15A 300Vdc 400~1000Ω @10MHz 10~6A 100Vdc *1 因为额定电流设定降额，所以请查看各商品的详细规格。 *2 因为品种不同，使用温度范围会有所差异，所以请查看各商品的详细规格。 查找应用 ・用于电源线路 < 一般用途> ・用于电源线路 < 汽车专用 > 4. 结语 谈及静噪对策，分辨噪声模式是共模还是差模再进行对策是非常有效的，村田制作所拥有各个尺寸的高额定电流•高插入损耗的电源线用共模扼流线圈，可选择适合于使用电源电路的静噪元件。