<


直流电源线噪音抑制方法

[时间:2022-07-19 17:18:27] [点击:1867] [返回]

                                       直流电源线噪音抑制方法

 

今天,便携式电子产品随处可见,如数码相机,数字视频设备和音频播放器,随之产生的是此设备PCB上各种噪声的抑制问题。特别是当交流(AC)适配器代替电池给这些设备供电的时候,噪声的抑制就显得很有必要,因为适配器不仅会辐射噪音,同时外界的噪音也会从适配器的导线上耦合进来。

DC电源线上的辐射噪音

许多家用的电子设备,包括便携式设备,基本上都是通过AC适配器来供电的。AC适配器与便携式电子设备之间的连接是通过一根DC导线。同样的,其作用类似于一根天线,它同其它的外界噪声源一样,发射噪声就来自这根导线。因此,此电源线的噪声免疫性测试就显得十分必要。

通常当对设备的噪声采用措施进行抑制之后,其免疫性会得到改善,因此研究噪声的产生是十分重要的。比如从DC/DC转换器电源电路模块可以产生噪声,从内部数字处理电路模块也可以产生噪声。

在便携式设备中,DC/DC模块和DC/DC转换器IC是电源电路不可缺少的部分。DC/DC转换器所需电源是通过开关模块控制产生的,从而这种开关单元就变成了一种噪声源,这种噪声可以泄漏至直流电源线,且通过AC适配器导线发射出去。

同时,随着便携式设备功能的增加,所需半导体IC的种类也随之增多,比如像具有更高处理性能和大内存的微处理器。同时随着处理量的增加和数据处理速度的提高,电路要求有更高速率的IC处理芯片。当IC在工作时,频率范围从几千到几百兆的宽频噪声就随之产生,并通过AC适配器的导线发射出去。

一般来说,便携式电子设备内部的噪声是通过DC电源线以共模的方式输出的。在AC适配器导线上,其噪音可以用共模滤波器进行有效抑制。

在许多情况下,带有AC适配器的便携式设备所产生的共模噪声,一般是通过线上加一个铁氧体的磁环来抑制。尽管这是一个有效的噪声抑制方法,但是它也存在许多不足,比如,加上磁环后导线会变得沉重和庞大,且外观不雅。如果改用一个小尺寸的片式共模滤波器用于此类导线的共模噪声的抑制,将会使产品更加小巧轻便。

为了评估DC电源线上的EMI静噪滤波器的噪声抑制效果,我们做了一个便携式设备的评估电路板。它通过AC适配器取得DC电源,同时配备了一个类似于电源功能模块的DC/DC转换器电路,并安置了一个类似于内部数字处理电路的时钟电路。

我们做一个评估电路,在DC电源模块上安装一个BCDM5020片式共模滤波器,用作DC电源线的EMI静噪滤波,AC适配器被挂在一个放有评估电路板的测试桌上。这样就可以测试垂直模式的噪声,此噪声代表了从桌上辐射来的噪声。

根据评估结果的测试数据,噪声的发射范围从几十MHz800MHz都有。因此可以推断噪声是从DC/DC转换器和内部数字处理电路传向AC适配器,通过电源线发射出来的。

因此我们做了两个不同模式下的噪声比较:1.AC适配器电源线加装一个铁氧体磁环。2.DC输出模块上加装一个BCDM5020片式共模滤波器。之前我们发现不同的铁氧体磁芯的尺寸会产生不同的共模阻抗。对于此次比较测试,我们采用了一个标准尺寸的磁环(直径为20mm,长度大约为40mm)和一个BCDM5020片式共模滤波器(100MHz时的阻抗值为1400W)。结果表明片式共模扼流圈的静噪效果比较好。当然,使用更大尺寸的磁环或增加电源在磁环上绕线数也会得到一个比较高的阻抗值,然而,这样会带来不足,导线的重量会增加,同时外观也显得凌乱。综上所述,我们推荐BCDM5020片式共模滤波器取代笨重的磁环。

  宝创达电子开发的BCDM5020系列片式共模滤波器,具有小尺寸,低高度,大阻抗值和高额定电流的特点。可以在几MHz到几百MHz频率范围内有效抑制共模噪音。非常适合便携式设备和小的DC/DC转换模块的DC电源线上噪音抑制应用。此类产品已成功地应用于包括直流-直流转换器和电源线路设备、便携式设备(如打印机、PC PDA上。