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车载电子设备使用3端子贯通滤波器的电源线辐射噪音对策

   2023-05-08 安规与电磁兼容网1140
本文导读:随着电子设备的高速化及高频化发展,用于噪音滤波器或去耦的电容器或3端子贯通滤波器被要求更低的ESL(等效串联电感)特性。同时,在汽车电子系统中,为了提高安全、舒适性,并且应对信息娱乐化,低ESL型产品的需求不

随着电子设备的高速化及高频化发展,用于噪音滤波器或去耦的电容器或3端子贯通滤波器被要求更低的ESL(等效串联电感)特性。同时,在汽车电子系统中,为了提高安全、舒适性,并且应对信息娱乐化,低ESL型产品的需求不断提高。本文介绍TDK先进低ESL元件的各类车载电子设备解决方案。

车载电子设备电源线中3端子贯通滤波器的电源线辐射噪音对策概要

DC-DC转换器多用作包括ECU(电子控制单元)在内的车载电子设备电源。

DC-DC转换器拥有高效率的特点,但由于是开关电源,因此会因半导体开关而产生辐射噪音,从而对其他电子系统造成不良影响,或对车载天线产生干扰,从而对AM/FM广播及地面数字电视的信号接收造成障碍。同时,如果多个ECU集中配置在发动机舱或仪表盘内时,容易相互受到辐射噪音的影响。

杜绝噪音的发生源是EMC对策的基本。为实现通畅的车辆连接便利性以及自动驾驶系统,车载电子设备电源线要求具有万全的辐射噪音对策。

TDK的车载用3端子贯通滤波器YFF-AC/AH系列是通过优化材料与设计,针对车载电子设备而开发的高可靠性,应对大电流的EMC对策元件。虽然体积小,但在广频带中拥有良好的衰减特性,因此作为车载电子设备对于电源线辐射噪音的对策效果显著。

ECU的DC-DC转换器是辐射噪音的主要发生源

汽车中搭载的ECU在高档车中可达到100个以上。其通过捆扎了由电池供应电力的电源线与ECU间用于交换信息的信号线的线束进行连接。图1所示为车载网络的主要噪音发生源以及传播途径。

图1:车载网络电源线中的主要噪音发生源

 

解决方案:车载电子设备电源线的辐射噪音对策

以下根据评估以及测量事例,对使用TDK 3端子贯通滤波器YFF-AC/AH系列的车载电子设备电源线的辐射噪音对策进行介绍。

图2所示为用于调查车载电子设备电源电路所产生辐射噪音的评估电路,以及3m电波暗室法测量系统的概略图。通过电缆将相当于车载电池的DC电源(12V)与评估电路(DUT:被测设备)进行连接,通过相隔3m的天线测量噪音等级(电场强度)。

图2 :电源线辐射噪音评估电路与3m法电波暗室测量系统

EMI试验目的在于保护广播及电视等车载用接收设备免受辐射噪音侵扰,其国际EMC标准由CISPR25规定,其限制值远比民用设备更为严厉。

在上述评估电路中,对没有滤波器、插入4器件LPF(低通滤波器),以及插入3端子贯通滤波器时的频率-电场强度(辐射噪音等级)进行了比较(图3)。红线框表示由极其严格的CISPR25 Class5所规定的FM带与地面数字电视的辐射噪音等级限度值(limit)。

图3 :3端子型贯通滤波器的辐射噪音抑制效果与优点

无滤波器时,地面数字电视带中产生了大幅高于限度值等级的噪音,但插入LPF及3端子贯通滤波器后,噪音等级被抑制在了限度值以下。但LPF是由2个MLCC、片状磁珠以及金属线圈的4器件滤波器。而3端子贯通滤波器只需1个器件便可实现CISPR25 Class5所要求的限制值。在降低元件成本、贴装成本,节省贴装空间等方面,3端子贯通滤波器也是拥有较大优势的解决方案。

 
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