你的位置:首頁 > 電路保護 > 正文

“自家中毒”如何解?村田帶來PMIC的雜波對策技術(shù)

發(fā)布時間:2013-07-20 責(zé)任編輯:eliane

【導(dǎo)讀】擁有無線通信設(shè)備的便攜式終端上,出現(xiàn)因PMIC的雜波引起的系統(tǒng)內(nèi)EMC的問題,因此雜波對策必不可少。本文中介紹了有關(guān)系統(tǒng)內(nèi)EMC的PMIC的雜波對策,以及使用雜波對策元器件時的注意事項及對策事例。

近幾年,在以智能手機為代表的高性能便攜式終端的電源電路部分中,將DC-DC變頻器、低耗電功能、保護電路功能等多種功能容納在1塊芯片的PMIC中。對該PMIC要求電壓/電流的多樣化、小型/薄型化、低耗電化、外圍電路的簡單化等,隨著這些需求,開關(guān)頻率的高頻化、低壓驅(qū)動化正在不斷向前推進。

另外,在擁有無線通信設(shè)備的便攜式終端上,出現(xiàn)因PMIC的雜波引起的系統(tǒng)內(nèi)EMC的問題,因此雜波對策必不可少。系統(tǒng)內(nèi)EMC系指“自家中毒”,即設(shè)備內(nèi)部的雜波干擾問題。在此特指在模擬/數(shù)字電路的雜波引起對無線電通信的干擾,抑擊接收靈敏度。

通過追加雜波對策元器件能夠有效抑制PMIC的雜波,但另一方面,有時會對PMIC的動作產(chǎn)生影響。為此,在實施雜波對策,在確認能夠抑制雜波的同時,必須維持PMIC的穩(wěn)定動作。因此,村田提出了能夠兼顧抑制雜波和PMIC穩(wěn)定動作的雜波對策解決方案。

在本文中介紹了有關(guān)系統(tǒng)內(nèi)EMC的PMIC的雜波對策,以及使用雜波對策元器件時的注意事項及對策事例。

PMIC的雜波對策

為解決系統(tǒng)內(nèi)EMC的問題、首先必須掌握雜波的干擾機理(傳播路徑)。智能手機等在雜波源發(fā)生接收靈敏度抑制時的代表性機理按如下所示(圖1)。

圖1:接收靈敏度抑制的機理

●路徑1:傳導(dǎo)至LCD供電線的PMIC雜波會產(chǎn)生輻射,干擾到RF天線
●路徑2:從PMIC的電池充電器部分與AC適配器之間的電源線輻射出的PMIC雜波,干擾到RF天線
●路徑3:PMIC雜波通過給RF電源供電線路直接傳導(dǎo)

實際由項目②的干擾機理引起的接收靈敏度抑制的事例如圖2所示。

圖2:充電時的接收靈敏度抑制

作為PMIC的雜波對策,主要使用的對策元器件為鐵氧體磁珠、片狀”EMIFIL”(3端子電容器)、低ESL電容器(LW逆轉(zhuǎn)電容器)(圖3)。
圖3:使用EMI零部件的雜波對策

[page]
追加這些雜波對策元器件的位置通常為雜波源,即最好在靠近PMIC的位置采取對策,由于組件的結(jié)構(gòu)等情況而難于在雜波源采取對策時,對雜波的輻射源采取雜波對策比較有效。

圖4:PMIC的雜波抑制效果

另外,PMIC與以往的DC-DC變頻器不同,多路DC-DC變頻,加上低耗電功能、充電器IC功能等多種功能,有時需要針對多個部位采取對策。圖4表示在PMIC的輸出側(cè)追加村田的3端子電容器(NFM15PC系列4.7μF產(chǎn)品。關(guān)于元器件的概要,參照圖6)后的對策效果??梢钥吹綇臄?shù)MHc到2500MHz以上的寬頻帶范圍雜波得到了抑制。另外,作為輔助效果,還可以看到在實施雜波對策前后。PMIC的輸出側(cè)的電壓變動(峰值雜波)也得到了抑制。

圖5:接收靈敏度抑制的改善

圖5表示在實際的智能手機上實施PMIC雜波對策而改善接收靈敏度抑制(GSM850)的事例。按照圖4的雜波抑制效果,可以看到接收靈敏度抑制也得到改善。另外,使用該雜波對策事例的村田制造的3端子電容器(NFM15PC系列4.7μF產(chǎn)品)在實現(xiàn)小型的0402尺寸的同時。也實現(xiàn)了額定電流2A〔DC),及到高頻范圍的高哀減特性。是很有效的針對DC電源線路用雜波對策元器件。元器件概要如圖6所示。

圖6:DC電源線路用3端子電容器

[page]
實施PMIC雜波對策時的注意事項(維持穩(wěn)定動作)

如果僅用抑制PMIC這一方面吸引顧客,可以說最好追加插入損失大的雜波對策元器件。但是,在實施雜波對策時,還必須注意從3-1到3-5所示的作為PMIC穩(wěn)定動作指標(biāo)的項目。特別是3-1和3-2,由于受雜波對策元器件的影響大,選定時必須注意。3-3和3-4因為受雜波對策元器件的影響小,可以僅作為參考。

3-1 電源轉(zhuǎn)換效率

圖7:雜波對策零部件的直流電阻和電源轉(zhuǎn)換效率之間的關(guān)系

根據(jù)圖7所示的原理,雜波對策所使用的雜波對策元器件的直流電阻(Remi)所產(chǎn)生的電壓降而引起電源轉(zhuǎn)換效率下降。因此,特別是輸出電壓低,負載電流大時,由直流電阻引起的明顯電壓降,導(dǎo)致電源轉(zhuǎn)換效率大幅度下降。因此。根據(jù)PMIC的使用條件,需要在注意直流電阻的同時,來選定品名。

3-2 負載變動特性

在初期所使用的功率電感器和雜波對策元器件的電感值接近時,載變動特性因雜波對策元器件的電感值而劣化??赡軙l(fā)生超過初始狀態(tài)的電壓下降或上升。特別是通過速率大時(高速變動時)。會出現(xiàn)負載變動特性劣化的傾向。因此,應(yīng)考 慮PMIC的使用條件而選定品名。

3-3 相位增益特性

對雜波對策元器件的相位增益特性的影響小。但是,雜波對策元器件的常數(shù)(這種情況為直流電阻、電感值、靜電電容值)、追加部位不同,會對相位補償電路產(chǎn)生影響,PMIC產(chǎn)生振蕩,有時會引起不穩(wěn)定動作。因此,應(yīng)盡可能使用各常數(shù)小的品名,盡量使雜波對策元器件的追加部位遠離相位補償電路,并且最好位于反饋線路的后面。但是,在面向攜帶式設(shè)備的PMIC上,反饋線路包括在IC內(nèi)部,有時不能評估相位增益特性的情況較多。

3-4 負載應(yīng)答

對雜波對策元器件的負載應(yīng)答的影響小。如果雜波對策元器件的常數(shù)(電容值、電感值)相對初期使用的平滑電容器、功率電感器大致在1/10以下的話,對雜波對策元器件的負載應(yīng)答的影響小。

總結(jié)

如上所述,在以智能手機為代表的高性能攜帶式終端上,由PMIC的雜波引起的系統(tǒng)內(nèi)EMC的問題正在明顯化。為解決該問題,不僅需要掌握雜波的干擾機理(傳播路徑),抑制內(nèi)雜波,維持PMIC的穩(wěn)定動作亦極為重要。

相關(guān)閱讀:
完美的EMC電路設(shè)計攻略之:EMC工程師必備技能
http://m.anotherwordforlearning.com/emc-art/80019322
混合集成電路的EMC技術(shù)方案
http://m.anotherwordforlearning.com/emc-art/80016559
電機驅(qū)動單元的EMC設(shè)計
http://m.anotherwordforlearning.com/emc-art/80020191
關(guān)于開關(guān)電源的EMC測試分析
http://m.anotherwordforlearning.com/emc-art/80020291
要采購電容器么,點這里了解一下價格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉