今天，可携式电子产品随处可见，如数字相机、数字视讯设备和音讯播放器。但在这类设备中，PCB上的各种噪音抑制问题也随之产生。特别是当使用交流(AC)适配器取代电池为这些设备供电之际，必须更有效地抑制噪音，因为适配器不仅会发射噪音，且外界的噪音也会从适配器的导线上耦合进来。
DC电源线上的发射噪音
包括可携式设备在内的许多家用电子设备，基本上都是透过AC适配器供电。AC适配器与可携式电子设备之间的连接是透过一根DC导线来实现(图1)。同样地，其作用类似于一根天线，与其它外界噪声源一样，发射噪音就来自这根导线。因此，此电源线的噪音免疫测试就显得十分必要。
通常情况下，当对设备的噪音采用抑制措施后，其噪音抑制特性会获得改善，因此研究噪音的产生相当重要。举例来说，DC/DC转换器电源电路模块会产生噪音，而内部数字处理电路模块也会产生噪音。
在可携式设备中，DC/DC模块和DC/DC转换器IC是电源电路不可缺少的部份。DC/DC转换器所需电源是透过开关模块控制所产生，这种开关单元就变成了一种噪声源，这种噪音可泄漏至直流电源线，且透过AC适配器导线发射出去。
同时，随着可携式设备功能的增多，所需半导体IC的种类也随之增多，如具有更高处理性能和大容量内存的微处理器。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运作时，大量宽带噪音就随之产生，并透过AC适配器的导线发射出去。
图1：可携式电子设备的噪音环境。
噪音抑制
一般说来，可携式电子设备的内部噪音是透过DC电源线以共模的方式输出的，如在AC适配器导线上，其噪音可用共模噪音滤波器进行有效抑制。
在许多情况下，带有AC适配器的可携式设备所产生的共模噪音均是透过在在线加一个铁氧体磁环来抑制(图2)。尽管这是一个有效的噪音抑制方式，但它也有许多缺点，如加上磁环之后导线会变得沉重和庞大，且外观不雅。而采用一个小尺寸的芯片式共模扼流圈来抑制此类导线的共模噪音则是不错的选择。
图2：数位相机中的磁环。
效果评估
为了评估DC电源在线的EMI静噪滤波器噪音抑制效果，我们开发了一款模拟可携式设备的评估电路板(图3)。它透过AC适配器取得DC电源，同时配备了一个类似电源功能模块的DC/DC转换器电路，并放置了一个类似于内部数字处理电路的频率电路。
图3：评估电路。
图4是一个评估电路板，它在DC电源模块上安装了一个芯片式共模扼流圈，作为DC电源线的EMI静噪滤波器，AC适配器被挂在一个放有评估电路板的测试桌上。如此将可测试垂直模式噪音，此噪音代表了来自桌上的噪音。
图4：评估方式。
根据测试数据，噪音的发射范围在几十MHz到800MHz范围内。因此，可推断噪音是从DC/DC转换器和内部数字处理电路传向AC适配器，透过电源线发射出来。
因此，我们制作了两个不同模式下的噪音比较：1. 在AC适配器电源线加装一个铁氧体磁环；2. 在DC输出模块上加装一个芯片式共模扼流圈。之前我们发现，不同的铁氧体磁芯尺寸会产生不同的共模阻抗。针对此次的比较测试，我们采用了一个标准尺寸的磁环(约φ20mm，长度约40mm)和一个芯片式共模扼流圈(100MHz时阻抗值为1,400Ω)。结果显示芯片式共模扼流圈静噪效果较好。当然，使用更大尺寸的磁环或增加电源在磁环上的绕线数也会得到较高的阻抗值，然而，这样做仍有缺点，如导线的重量会增加，同时外观也显得凌乱。因此，采用芯片式共模扼流圈取代笨重的磁环是个不错的选择。
本文小结
本文是关于可携式电子设备DC电源线使用芯片式模扼流圈的一些讨论，当然，这个EMI滤波器同样适用于采用其它DC电源类的电子设备、DC/DC转换器或电池充电器。
苏公网安备32050802011615号