1. USB Power Delivery的普及
USB Power Delivery是一種供電標(biāo)準(zhǔn),可以通過(guò)USB提供比以前更大、最大達(dá)到100W的電源功率。
USB Power Delivery可以通過(guò)USB連接來(lái)為以前無(wú)法支持的PC和顯示器等設(shè)備供電。
另一個(gè)特征是可以瞬時(shí)切換供電側(cè)和充電側(cè),從而可以在不產(chǎn)生不必要的熱量的情況下充電。
隨著USB Power Delivery的普及,出現(xiàn)了許多大功率USB充電器。
除了PC和顯示器外,其他通過(guò)USB Power Delivery電源供電的設(shè)備也在增加,預(yù)計(jì)將來(lái)會(huì)進(jìn)一步普及。
2. USB Power Delivery供電設(shè)備產(chǎn)生的噪音
USB充電器有內(nèi)置的DC-DC轉(zhuǎn)換器,因此可以根據(jù)供電對(duì)象設(shè)備來(lái)改變電壓。
由于支持USB Power Delivery的大功率充電器具有較大的供電電流值,因此DC-DC轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)噪聲往往比以前的USB充電器更大。
該噪聲是從連接充電器和供電對(duì)象設(shè)備的電纜發(fā)出的,有可能會(huì)干擾設(shè)備的工作和通信。
3. USB Power Delivery供電設(shè)備的噪聲問(wèn)題
我們使用USB Power Delivery測(cè)試基板對(duì)供電時(shí)的輻射噪聲進(jìn)行了調(diào)查。
將測(cè)試基板屏蔽并測(cè)量來(lái)自電纜的輻射噪聲后,發(fā)現(xiàn)在500MHz或更低的頻率下會(huì)產(chǎn)生寬帶噪聲,如下圖所示。
在100到300MHz的范圍內(nèi)確認(rèn)到特別強(qiáng)的輻射噪聲,并且在該范圍內(nèi)相對(duì)于不必要輻射標(biāo)準(zhǔn)值的裕量也更小。
測(cè)量來(lái)自USB Power Delivery的輻射噪聲
4. 噪聲的發(fā)生源和路徑
噪聲發(fā)生源:
為了調(diào)查從電纜輻射出的噪聲的發(fā)生源,我們使用了噪聲可視化工具。
已確認(rèn)到供電側(cè)的電源線(xiàn)(DC-DC轉(zhuǎn)換器及功率電感器)周邊的噪聲電平較高。
未供電和供電時(shí),確認(rèn)USB Power Delivery測(cè)試板(供電側(cè))上的噪聲分布
對(duì)傳導(dǎo)至測(cè)試基板的USB Type-C接頭引腳的噪聲進(jìn)行測(cè)量,從測(cè)量結(jié)果可以確認(rèn),電源線(xiàn)和GND線(xiàn)的噪聲電平在100至300MHz的范圍內(nèi)較高。
噪音的發(fā)生源:測(cè)量傳導(dǎo)至USB Type-C接頭引腳的噪聲
噪聲路徑:
DC-DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的噪聲會(huì)傳導(dǎo)至電纜并進(jìn)行輻射,如下圖所示:
噪聲路徑
· 在供電側(cè)的DC-DC轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生開(kāi)關(guān)噪聲
· 噪聲通過(guò)電源線(xiàn)和GND線(xiàn)從USB接頭泄漏到電纜
· 從電纜的電源線(xiàn)輻射出來(lái)
5. 使用共模扼流線(xiàn)圈的噪聲對(duì)策方法
由于電源線(xiàn)和GND線(xiàn)的噪聲電平較高而導(dǎo)致電纜出現(xiàn)噪聲輻射,因此在DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出部分的USB接頭前面接入共模扼流線(xiàn)圈被認(rèn)為是有效的。
使用共模扼流線(xiàn)圈的噪聲對(duì)策方法:接入共模扼流線(xiàn)圈
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6. 確認(rèn)噪音對(duì)策效果
我們用測(cè)試基板確認(rèn)了通過(guò)共模扼流線(xiàn)圈實(shí)現(xiàn)的輻射噪聲對(duì)策的效果。
將DLW5BTM142TQ2接入電源線(xiàn)和GND線(xiàn)。(出于加工原因,在此測(cè)試中將電纜的電源線(xiàn)和GND線(xiàn)切斷后接入。)
確認(rèn)噪音對(duì)策效果:共模扼流線(xiàn)圈接入位置
7. 噪聲對(duì)策效果
噪聲對(duì)策效果:共模扼流線(xiàn)圈接入前后的噪聲比較
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