Murata Rauschunterdrückung: Leistungsschaltungen von Fahrzeugen
Die heutigen Fahrzeuge verfügen über eine große Auswahl von elektronischen Bauteilen, die im Fahrzeug selbst montiert sind. Diese Bauteile enthalten Leistungsschaltungen, die für den Betrieb erforderlich sind. Die Leistungsschaltungen verwenden ein Schaltsystem, das den Wirkungsgrad erhöht, aber auch eine Quelle für problematisches Rauschen ist. Rauschunterdrückungsmaßnahmen für die Leistungsschaltungen (DC/DC-Wandler) von Bauteilen, die in Fahrzeugen montiert sind, werden nachfolgend überprüft. Die hier geprüften Rauschunterdrückungsmaßnahmen und Produkte sind nicht nur auf Fahrzeuge beschränkt, sondern können auch mit Industrie- und anderen Ausrüstungen verwendet werden.
Bauteile – Diagramm
Evaluierungsmodell-Leistungsschaltung
Untersuchung der Rauschbedingungen
Die anfänglichen Rauschbedingungen wurden überprüft und die Arten von Rauschen wurden eingegrenzt.
Das Rauschen wurde für diese drei Muster gemessen (Abbildung 1, unten):
• Leitungsgeführtes Rauschen (150 kHz bis 108 MHz)
• Abgestrahltes Rauschen (150 kHz bis 30 MHz)
• Abgestrahltes Rauschen (30 kHz bis 300 MHz)
Bild 1
Bestätigung von Rauschbedingungen ohne Maßnahmen zur Rauschunterdrückung
Untersuchung 1
Leitungsmodus von problematischem Rauschen (1)
Der Leitungsmodus (Gleichtakt oder Normalmodus) von dem problematischen leitungsgeführten Rauschen wurde untersucht.
Leitungsgeführtes Rauschen – Diagramm
Untersuchung 2
Leitungsmodus von problematischem Rauschen (2)
Der Leitungsmodus (Gleichtakt oder Normalmodus) von dem problematischen abgestrahlten Rauschen wurde ebenfalls untersucht (150-kHz- bis 30-MHz-Band).
Diagramm abgestrahltes Rauschen – 150 kHz bis 30 MHz
Untersuchung 3
Leitungsmodus von problematischem Rauschen (3)
Der Leitungsmodus (Gleichtakt oder Normalmodus) von dem problematischen abgestrahlten Rauschen wurde untersucht (30-MHz- bis 300-MHz-Band).
Diagramm für abgestrahltes Rauschen – 30 MHz bis 300 MHz
Rauschunterdrückungs-Richtlinien
Maßnahmen zur Rauschunterdrückung werden basierend auf den Untersuchungsergebnissen wie folgt implementiert.
Maßnahmen zur Unterdrückung von dem leitungsgeführten Rauschen
Es wurden Maßnahmen implementiert, die sich auf die Unterdrückung von Normalmodus-Rauschen konzentrieren.
• Einsetzen eines LPF in der Nähe des Stromanschlusses. (Maßnahme zur Unterdrückung von Rauschen über alle Frequenzen hinweg)
[Beispiel] Induktivität: LQH5BPZ4R7NT0 + Kondensator: GCM188R71E105KA49
Maßnahmen zur Unterdrückung von dem abgestrahlten Rauschen
Die folgenden Methoden sind wirksame Maßnahmen zur Unterdrückung des Rauschens eines DC/DC-Wandlers.
• Anbringen einer Abschirmung am Schaltungssubstrat. (Maßnahme zur Unterdrückung von Rauschen bis zu 20 MHz)
• Einsetzen einer Gleichtakt-Drosselspule (CMCC) unmittelbar neben dem Stromsteckverbinder. (Maßnahme zur Unterdrückung von Gleichtaktrauschen bei 20 MHz oder mehr)
[Beispiel] PLT5BPH5013R1SN
• Einsetzen eines LPF in der Nähe des Stromsteckverbinders. (Maßnahme zur Unterdrückung von Normalmodus-Rauschen bei 20 MHz oder mehr)
Hinweis: Diese Methode kann zusammen mit den obengenannten Maßnahmen zur Unterdrückung von leitungsgeführtem Rauschen verwendet werden.
Maßnahmen zur Unterdrückung – Diagramm
Auswirkungen von Maßnahmen (1): Leitungsgeführtes Rauschen
Auswirkungen von Maßnahmen (2): Abgestrahltes Rauschen (150 kHz bis 30 MHz)
Auswirkungen von Maßnahmen (3): Abgestrahltes Rauschen (30 MHz bis 300 MHz)
Zusammenfassung der Maßnahmen und Auswirkungen
Die folgenden Methoden sind wirksame Maßnahmen zur Unterdrückung des Rauschens eines DC/DC-Abwärtswandlers.
Maßnahmen zur Unterdrückung von leitungsgeführtem Rauschen
• (1) Einen LPF in der Nähe des Stromsteckverbinders einsetzen. (Maßnahme zur Unterdrückung von Rauschen über alle Frequenzen hinweg)
[Beispiel] LQH5BPZ4R7NT0 + GCM188R71E105KA49
• (2) Eine CMCC in der Nähe des Stromsteckverbinders einsetzen. (Maßnahme zur Unterdrückung von Rauschen bei 10 MHz oder mehr)
[Beispiel] PLT5BPH5013R1SN
Maßnahmen zur Unterdrückung von abgestrahltem Rauschen
• (3) Eine Abschirmung am Schaltungssubstrat anbringen. (Maßnahme zur Unterdrückung von Rauschen bis zu 20 MHz)
• (4) Eine CMCC direkt neben dem Stromsteckverbinder einsetzen. (Maßnahme zur Unterdrückung von Rauschen bei 20 MHz oder mehr)
• (5) Einen LPF in der Nähe des Stromsteckverbinders einsetzen. (Maßnahme zur Unterdrückung von Rauschen bei 20 MHz oder mehr)
Hinweis: Die Maßnahmen (4) und (5) können zusammen mit den oben genannten Maßnahmen (1) und (2) verwendet werden.
Mess- und Wirkungsdiagramm
Verwendete Rauschunterdrückungsbauteile
• Chip-Induktivität – LQH5BPZ-Baureihe
• Gleichtakt-Drosselspule – PLT5BPH-Baureihe Hinweis: Wenn wirksamere Maßnahmen erforderlich sind, sollten Sie auch andere Gleichtakt-Drosselspulen wie die PLT10HH-Baureihe berücksichtigen.
• Mehrschicht-Keramikkondensator – GCM18-Baureihe
SimSurfing Tool
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Ein kostenloses Website-Design-Tool, das Informationen und Daten für die Auswahl elektronischer Komponenten bietet.
Community-Forum
Das Murata Community Forum verfügt über durchsuchbare Inhalte mit verschiedenen Diskussionsthemen, beliebten Blogs und Artikeln. Das Support-Team für einen breiten Markt von Murata führt regelmäßige Überprüfungen durch, um offene Fragen zu besprechen, so dass Anfragen zeitnah beantwortet werden können. Der Inhalt des Forums ist für die Öffentlichkeit frei zugänglich. Benutzer müssen sich jedoch anmelden, um Fragen oder Antworten zu posten. Die Anmeldung ist kostenlos.
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