DC/DC電路噪聲濾波器仿真與驗(yàn)證
發(fā)布時(shí)間:2020-12-25 來源:趙明燦 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】12月18日深圳舉辦的“擁抱5G與IoT時(shí)代——高性能被動(dòng)元器件發(fā)展論壇”期間,村田電子貿(mào)易(深圳)有限公司高級(jí)工程師江林輝做了題為“汽車零部件電源線噪聲對(duì)策的仿真與案例”演講。
據(jù)江林輝介紹:“村田提供用于噪聲濾波器設(shè)計(jì)支持的仿真工具,該工具可以根據(jù)從我們組件中選擇的項(xiàng)目來計(jì)算和繪制濾波器電路的插入損耗特性,并繪制圖形。為了證明仿真工具的有效性,最后比較了使用PCB的實(shí)際噪聲抑制結(jié)果和仿真結(jié)果。”
據(jù)介紹,汽車當(dāng)中所用12V輸入5V輸出電源會(huì)用到電容、磁珠以及電感,也可以使用它們的組合實(shí)現(xiàn)濾波器。
仿真因?yàn)橐Y(jié)合實(shí)際結(jié)果,這里選用一個(gè)12V輸入5V輸出的EUT,其電路簡單,但EMI比較大,開關(guān)頻率為380kHz。
需要測量0.15到108MHz下的傳導(dǎo)發(fā)射情況。測試設(shè)備包括:線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN)、12V電池、頻譜分析儀,以及吸波暗室。測試設(shè)置如下:
下圖是測試結(jié)果,仿真將以此作為對(duì)比。
下圖定義了這是差模還是共模噪聲,這樣就有利于選擇濾波器。
差模噪聲在全頻段都占主導(dǎo)地位。但30MHz以后,共模噪聲比較高。
基于這個(gè)噪聲測試結(jié)果,就可以利用村田官網(wǎng)提供的濾波器仿真工具SimSurfing進(jìn)行仿真,從而選擇合適的濾波器。
仿真軟件當(dāng)中提供特征參數(shù)選擇,包括動(dòng)力總成/安全以及信息娛樂,以及電源輸入端電感/磁珠/CMCC的額定電流、CMCC的額定電壓以及目標(biāo)降噪頻率范圍等。點(diǎn)擊開始就可以生成濾波器的模型。然后也可以對(duì)所生成模型的參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步修改。
對(duì)于差模濾波,濾波器可以選擇是只有電容(在1.5MHz左右濾波性能最好)、一個(gè)電感一個(gè)電容(在20MHz左右性能最好),以及π型濾波器(在全頻段都比前兩者好)。
最后就可以用前面的PCB進(jìn)行驗(yàn)證。
共模噪聲在高頻比較突出,前面的濾波器濾波效果可能不夠,因此還要為60MHz以后選擇一個(gè)濾波器。
總結(jié)如下表所示。
另外,EDN小編問到2個(gè)問題:
○ 這個(gè)仿真軟件是只針對(duì)村田的器件還是也可以用于通用器件?
○ 以及,對(duì)于汽車或消費(fèi)類等不同類別,可靠性不一樣,那么仿真表現(xiàn)的結(jié)果有什么不同?
對(duì)于第一個(gè)問題,江林輝答道,這里一般僅限于村田的料號(hào),而如果用戶想把友商料號(hào)的原始信息放進(jìn)去,所做的工作量就比較大。
對(duì)于第二個(gè)問題,江林輝答道,這個(gè)仿真軟件對(duì)于濾波器不需要考慮可靠性,而只要考慮電氣性能。這里做出這種選擇,是為了區(qū)分汽車娛樂、動(dòng)力相關(guān)或消費(fèi)類等元器件,因?yàn)樗鼈兊膲勖煌?。這樣就可以避免用戶選錯(cuò)。
以下文章來源于Murata村田中國 ,作者:趙明燦,EDN 電子技術(shù)設(shè)計(jì)
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