车载电源线路用共模滤波器

电子芯期天 2022-11-04 08:01

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安全性和舒适性不断增强的汽车搭载了很多电子设备。电子电路有信号线路和电源线路，需要分别采取防噪声对策。TDK的共模滤波器的特点是可以根据用途分别提出多种产品阵容，准备了追求小型薄型化的产品群、为了在车载用途中能应对严格的环境条件，采用独有端子结构的产品群。本章将介绍电源线路用共模滤波器。

DC输入滤波器电路基本构成

DC输入滤波器电路的滤波构成受基板图案的接地方法很大影响，需要根据使之衰减的频带和噪声传播途径分别使用适当的部件。在EMI对策中，设计初期阶段最好采用能配置电感器（L）、电容器（C）、共模滤波器（CMF）的图案构成。

滤波器构成示例

正常（差分）模式噪声和共模噪声

传导噪声有正常（差分）模式噪声和共模噪声两种。正常模式噪声发生在电路线路之间并逆相流动，共模噪声发生在电路线和接地线路之间并同相流动。采取噪声对策时，需要确认是在哪种模式下发生的，使用适当的对策部件。

为正常模式噪声使用电感器、电容器，为共模噪声使用共模滤波器。

传导噪声的传导方式

车载ECU用DC-DC转换器的趋势

不断电子化的汽车搭载了很多ECU，需要采取共模噪声的对策。现在的汽车ECU的DC-DC转换器为了避开AM频带，DC-DC转换器的开关频率变为2MHz，高频范围的噪音对策变得很重要。

图6各应用使用的频带

当开关频率变为2MHz时噪声的变化

传导噪声电压法
条件：输入5V-输出1.2V/2A，无输入滤波器
当开关频率达到2MHz时，基本电波达到AM频带以上，FM频带的噪声变大。

FM频带的噪声变大的原因

FM频带噪声变大的原因是，当开关的上升速度变快时，高频成分变大。由于框架接地的寄生电容，高频成分的共模电流变得容易很快下降。

1）当开关的上升速度变快时，高频成分变大。

2）频率高的成分由于框架接地的寄生电容，共模电流变得容易很快下降。

3）如果针对共模的噪声对策不充分，导致误动作的可能性增大。

TDK车载电源线路用共模滤波器的特点和产品阵容

TDK正在扩大应对各种DC电源线路的大电流（最大到8A）的产品阵容。产品在广泛的频带内确保高阻抗，使用温度范围应对“Ta（环境温度）=-40~125℃”。

应对应用示例

产品阵容

产品的特点

总结

随着DC-DC转换器的工作频率的高频化，FM频带的噪声对策越来越重要。关键是在采取EMI对策的基础上，划分正常模式噪声和共模噪声，特别是，由于共模引起的噪声有时会受图案及层构成、接地方法的影响。若要采取共模噪声对策，共模滤波器很有效。如下图所示，仅正常模式滤波器无法完全降低50MHz以上的噪声，但同时使用共模滤波器可以降低50MHz以上的噪声。

如果EMI因为共模噪声不合格，使用共模滤波器采取对策很有效，但是之后追加时，需要进行设计变更，所以建议在设计阶段时预先准备好可以搭载的图案。