车载电源线路用共模滤波器

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

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

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

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。

传导噪声电压法

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。

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。

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。

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

TDK车载电源线路用共模滤波器的特点和产品阵容

产品阵容

产品阵容

产品的特点

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。

共模滤波器

文章来源:TDK官网