就汽車(chē)音響?yīng)毩(gè)體而言, 汽車(chē)音響直流電源濾波器為差模噪音信號(hào)濾波器,采用濾波扼流圈和濾波電容組成的差模干擾濾除回路。由于差模電容的作用,差模干擾電流將通過(guò)電容流回電源線而不流入汽車(chē)音響中。但從系統(tǒng)而言,電源導(dǎo)線、汽車(chē)音響和地平面(汽車(chē)底盤(pán))構(gòu)成了共模噪音信號(hào)返回路徑,為了降低系統(tǒng)的傳導(dǎo)發(fā)射性能,要求汽車(chē)音響的外殼要有一個(gè)良好的接地位置,降低共模電流或消除共模電流的存在。在CISPR25 的6.1.2 中規(guī)定,如果EUT 的電源返回路徑超過(guò)200mm,就將作為遠(yuǎn)端接地處理,如果EUT 的電源返回路徑小于等于200mm,就作為近端接地,可以忽略共模電流的影響,降低共模電流引發(fā)的傳導(dǎo)發(fā)射危害性,這就是為什么在汽車(chē)音響設(shè)計(jì)中盡可能的確保外殼與整車(chē)的底盤(pán)有良好的搭接
差模電容使用的類(lèi)型是陶瓷電容,考慮到其實(shí)際電壓值是額定交流電壓和電磁干擾峰值電壓的疊加值,因此要求差模電容要有足夠高的耐壓值,一般不低于50VDC。電容容量值可按照所抑制的噪聲電壓頻率下限值來(lái)確定,其值越大,濾波器的插入損耗也就越大。
差模扼流圈通常使用金屬粉壓磁芯(Iron Power Core),因?yàn)槠涑跏即艑?dǎo)率受頻率影響小,高頻工作下?lián)p耗大,直流重疊特性好,大電流應(yīng)用時(shí)電感量也不會(huì)大幅度下降,且適用頻率范圍較低。依流過(guò)功率電感的電流值不同,設(shè)計(jì)中的電感值可以取為幾mH~幾十uH。
下圖為三種不同的磁芯,其電感量隨電流的變化的曲線。從圖5 中可以看出:在設(shè)計(jì)汽車(chē)音響直流電源濾波器時(shí),要根據(jù)工作電流的范圍來(lái)選擇合適的扼流圈。當(dāng)汽車(chē)音響的正常工作電流大于3A 時(shí),若選擇圖中POT 磁芯的扼流圈,電感量急劇降低,根本起不到濾波器的效果。
詳解汽車(chē)音響直流電源濾波器的設(shè)計(jì)
針對(duì)汽車(chē)供電系統(tǒng)中的瞬態(tài)脈沖噪音,一般集中在音頻范圍內(nèi)(20Hz 至20KHz),因此,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和PCB Layout 中如何抑制音頻噪音干擾(AFI = Audio Frequency Interference)成為汽車(chē)音響設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要性能評(píng)估指標(biāo)。理論上,電源濾波器的電感和電容的參數(shù)選的越大,濾波效果越好。但在實(shí)際應(yīng)用中,容量大的電容一般寄生電感也大,自諧振頻率低,對(duì)高頻噪聲的去耦效果差,而電感值越大電感的體積也越大,所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)權(quán)衡各種因素的影響,確定合適的參數(shù)。在實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,除了考慮來(lái)自汽車(chē)供電系統(tǒng)瞬態(tài)噪音的抑制,還要考慮高電壓(Over Voltage)、大電流(Over Current),反向電壓(Reverse Voltage)等各種使用條件的分析和保護(hù)電路的設(shè)計(jì)。
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