這之前作為“使用電感的降噪對策”,介紹了“電感和鐵氧體磁珠”、“共模濾波器”,作為注意事項,介紹了“串擾和GND線反彈噪聲”。本文將按照與“使用電容器的降噪對策”相同的方式進行總結。
使用電感的降噪對策總結
1. 使用電感的降噪對策
- ?僅用電容無法充分消除噪聲時,可考慮使用電感。
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?降噪對策中使用的電感大致有兩種。
①繞組型電感:組成濾波器
②鐵氧體磁珠:將噪聲轉換為熱。
2. 電感和鐵氧體磁珠的阻抗特性
- ?雖然鐵氧體磁珠被歸類為電感,但其頻率-阻抗特性與普通電感不同。
- ?鐵氧體磁珠與普通電感相比,具有電阻分量R較大、Q值較低的特性,因此可利用該特性消除噪聲。
- ?普通的電感可容許較大的直流疊加電流,只要在其范圍內,阻抗不怎么受直流電流的影響。
- ?請注意,鐵氧體磁珠對于直流電流容易飽和,飽和會導致電感值下降,諧振點向高頻段轉移,濾波特性產生變化。
3. 使用繞組型電感的降噪對策:組成濾波器
- ?普通電感構成的濾波器,可選電感值的范圍較寬。
- ?使用電感的Π型濾波器,在低頻段,因電感和電容而發揮低通濾波器的作用。
- ?到了高頻段,由于電感會表現為電容、電容會表現為電感,從而π型濾波器起到高通濾波器的作用,因此無法獲得噪聲消除效果。
4. 使用鐵氧體磁珠的降噪對策:將噪聲轉換為熱
- ?鐵氧體磁珠的Q值較低,因此在較寬頻率范圍內具有有效的降噪效果。
- ?鐵氧體磁珠在低頻段基本上發揮低通濾波器的作用,在這個頻段,對于直流電流容易飽和,因此使用這種電感值下降的鐵氧體磁珠很難消除目標頻段的噪聲。
- ?當電抗下降且越過與電阻分量的交叉點時,鐵氧體磁珠發揮電阻的作用,可將噪聲轉換為熱。
- ?使用了鐵氧體磁珠的濾波器,不僅可將噪聲旁路消除,還可將噪聲轉換為熱,因此有望實現優異的噪聲消除性能。
- ?發揮電阻功能且將噪聲轉換為熱,是與使用繞組型電感的濾波器之間的巨大差異。
- ?在更高頻段,則與繞組型電感相同,發揮高通濾波器的作用。
5. 共模濾波器
- ?從嚴格意義上講,共模濾波器并不是電感器,但在降噪對策中它是重要的磁性器件。
- ?共模濾波器的結構是兩個繞組繞在一個磁芯上,相當于兩個電感組合。
- ?共模濾波器是利用自感作用來阻止共模電流通過(斬波),從而消除共模噪聲。
- ?共模電流不流通、差模電流流通。
6. 使用共模濾波器的降噪對策
- ?作為開關電源的輸入濾波器使用時,要使用差模阻抗較大的分裂繞組結構的共模濾波器。
- ?這種濾波器一般作為電源線用共模濾波器銷售。
- ?雖然其差模噪聲消除效果也值得期待,但是由于幾百k~幾MHz左右的差模阻抗非常低,因此一般與π型濾波器等差模噪聲用的濾波器并用。
7. 串擾相關的注意事項
- ?有些PCB板布線布局,會因串擾而導致濾波效果下降。
- ?串擾是因電路板布線間的雜散電容和互感,噪聲與相鄰的其他電路板布線耦合。
- ?濾波器后的布線與含有濾波器前的噪聲的布線相鄰時,噪聲因串擾而耦合,濾波效果下降。
- ?作為對策,采用不與含有噪聲的線路相鄰的布局,可將噪聲耦合控制在最低限度內。
8. GND線反彈噪聲相關的注意事項
- ?在使用了Π型濾波器的電感前后所配置的電容,其GND的設置方法可能會帶來地線反彈噪聲。
- ?作為對策,為了避免噪聲直接傳播,可利用Via的寄生電感的手法,經由過孔(Via)與GND平面連接,改善效果較好。
審核編輯:湯梓紅
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