濾波器系列（十一）：磁珠的應(yīng)用場景

風(fēng)陵渡口話EMC 2024-06-05 15:11 571 閱讀 2 贊 3 收藏 0 評論

在EMC問題分析與調(diào)試，磁珠被廣泛的使用，磁珠主要用于抑制開關(guān)電源環(huán)路中高頻電流噪聲，抑制開關(guān)電源電路中寄生參數(shù)引起的寄生振蕩；磁珠也被用于抑制時(shí)鐘信號的高次諧波干擾，以及與電容組成低通濾波器。磁珠有時(shí)用于抑制抗擾度試驗(yàn)時(shí)，外部端口耦合的脈沖噪聲干擾，以及用于不同參考地平面之間的連接，做頻率選擇。

圖1：磁珠在直流電源中的應(yīng)用

01、磁珠在DC-DC電源電路中的應(yīng)用

磁珠在DC-DC電路高頻電流環(huán)路中的應(yīng)用

DC-DC功率電流環(huán)路存在高頻電流噪聲，高頻電流噪聲環(huán)路面積大小、噪聲電流的大小決定了輻射發(fā)射測試結(jié)果。EMC調(diào)試時(shí)通常會在高頻電流環(huán)路中增加磁珠來抑制高頻噪聲，具體磁珠的使用參考下圖所示：

圖2：磁珠在Buck DC-DC電路中的應(yīng)用

DC-DC電路中功率器件的寄生電容與環(huán)路中的寄生電感，容易發(fā)生高頻寄生振蕩，產(chǎn)生高頻噪聲，EMC調(diào)試時(shí)通常也會在高頻環(huán)路中增加磁珠來抑制寄生振蕩，具體磁珠的使用可以參考下圖所示：

圖3：磁珠在Boost DC-DC電路中的應(yīng)用

磁珠用于芯片不同模塊電源之間的噪聲隔離

SOC芯片由于高速集成，內(nèi)部模塊電路眾多，不同模塊電路可能使用相同的供電電壓，為防止不同模塊間的噪聲干擾通過供電電源串?dāng)_耦合，通常做法是在不同模塊電源之間用磁珠隔離，抑制模塊間噪聲耦合。

圖4：磁珠用于芯片不同模塊供電電源之間的噪聲隔離

磁珠用于不同電路模塊供電電源之間的噪聲隔離

不同的電路模塊、不同類型信號處理芯片使用相同的供電電源時(shí)，為了防止噪聲通過電源線耦合到不同的電路模塊，通常做法是在不同電路模塊的供電電源之間用磁珠隔離，抑制模塊間噪聲耦合。

圖5：磁珠用于不同電路模塊供電電源之間的噪聲隔離

02、磁珠在AC電源電路中的應(yīng)用

在隔離開關(guān)電源的高壓側(cè)、低壓側(cè)，為抑制環(huán)路中的高頻電流噪聲，通常會在環(huán)路中增加串聯(lián)磁珠，抑制高頻噪聲干擾。主要應(yīng)用場景包括反激電路、Boost電路、LLC電路、Boost電路等，具體情況應(yīng)根據(jù)實(shí)際調(diào)試結(jié)果而定，非必要對策。

圖6：磁珠在反激電路中的應(yīng)用

圖7：磁珠在Buck電路中的應(yīng)用

03、磁珠在時(shí)鐘信號濾波中的應(yīng)用

磁珠在有源晶振濾波中的應(yīng)用

有源晶振輸出是方波信號，存在豐富的高次諧波，高次諧波的耦合路徑主要是其供電電源和輸出時(shí)鐘信號，通常會在其供電電源增加磁珠低通濾波器，濾除其高次諧波噪聲。

圖8：磁珠在有源晶振濾波中的應(yīng)用

磁珠在時(shí)鐘信號濾波中的應(yīng)用

時(shí)鐘信號，尤其是方波時(shí)鐘信號，存在豐富的高次諧波，使用RC濾波時(shí)，電阻阻值的參數(shù)選擇空間有限，需要使用磁珠濾除高頻噪聲干擾，下圖是典型的應(yīng)用電路。

圖9：磁珠在時(shí)鐘信號濾波中的應(yīng)用

04、磁珠在數(shù)字功放電路中的應(yīng)用

在數(shù)字功放輸出端通常采用電感電容組成的LC低通濾波器，濾除數(shù)字功放芯片產(chǎn)生的高頻噪聲，由于電感寄生電容的影響，高頻噪聲被耦合到后級，通過喇叭線形成天線效應(yīng)向外空間輻射。在LC電路之后增加磁珠可以有效濾除通過喇叭線耦合噪聲，也可以有效濾除通過濾波電容耦合的高頻地噪聲，具體電路如下圖所示：假貼電阻位置可以隔斷加焊磁珠。