濾波器系列（十一）：磁珠的應用場景

風陵渡口話EMC 2024-06-05 15:11 592 閱讀 2 贊 3 收藏 0 評論

在EMC問題分析與調試，磁珠被廣泛的使用，磁珠主要用于抑制開關電源環路中高頻電流噪聲，抑制開關電源電路中寄生參數引起的寄生振蕩；磁珠也被用于抑制時鐘信號的高次諧波干擾，以及與電容組成低通濾波器。磁珠有時用于抑制抗擾度試驗時，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用

01、磁珠在DC-DC電源電路中的應用

磁珠在DC-DC電路高頻電流環路中的應用

DC-DC功率電流環路存在高頻電流噪聲，高頻電流噪聲環路面積大小、噪聲電流的大小決定了輻射發射測試結果。EMC調試時通常會在高頻電流環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電路中的應用

DC-DC電路中功率器件的寄生電容與環路中的寄生電感，容易發生高頻寄生振蕩，產生高頻噪聲，EMC調試時通常也會在高頻環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擾耦合，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，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電源電路中的應用

在隔離開關電源的高壓側、低壓側，為抑制環路中的高頻電流噪聲，通常會在環路中增加串聯磁珠，抑制高頻噪聲干擾。主要應用場景包括反激電路、Boost電路、LLC電路、Boost電路等，具體情況應根據實際調試結果而定，非必要對策。

圖6：磁珠在反激電路中的應用

圖7：磁珠在Buck電路中的應用

03、磁珠在時鐘信號濾波中的應用

磁珠在有源晶振濾波中的應用

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用

磁珠在時鐘信號濾波中的應用

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

圖9：磁珠在時鐘信號濾波中的應用

04、磁珠在數字功放電路中的應用

在數字功放輸出端通常采用電感電容組成的LC低通濾波器，濾除數字功放芯片產生的高頻噪聲，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。