【成功案例】选择Laird屏蔽电感MGV0302100M-10有效改善车载音响背光电源辐射噪声问题
LAIRD（莱尔德科技）提供专业设计和供应的电磁干扰屏蔽产品、界面导热材料、磁性材料等产品，拥有全球领先的产品、服务以及业界顶级的结构设计能力，可为客户提供形态丰富定制化服务，是世界领先的导热材料、电磁屏蔽材料供应商。
笔者在设计一款车载音响系统时，遇到一个RE（辐射）噪声超标问题，经分析，噪声源头来自背光开关电源，采用外形小巧封装尺寸为0302的Laird屏蔽电感MGV0302100M-10替代原有电感后顺利将此问题解决，以下为此案列之分享。
这款域车载音响娱乐系统在执行EMC（电磁兼容性）测试，在测试低频段RE时，发现AM频段（100KHz—1.71MHz，专为全球各国AM广播电台所用频段）的1MHz频点超标，平均值超标幅度为3.8db（见图1，峰值和平均值的限值分别为30db和12db），测试不通过。
本产品执行的沃尔沃标准VDR-NOTE-SPEC-31850329-01-4，测试要求频段及相应限值见图2.
图1 音响娱乐系统初始RE测试结果
图2 测试频段及相应限值图（其中IMOD代表电机类产品）
从噪声的特点来看，这种尖峰噪声很像时钟信号，为进一步确认噪声类型，笔者把暗室控制室的频谱仪调至噪声频点，可以看到频点非常坚挺，并不会随着时间大幅度的上下跳动（上下跳动的通常为数据信号），可见超标噪声就是来自时钟信号。
上述这种噪声，发生在AM频段，基本上可以推断出是来自DC-DC开关电源，查看产品中各个开关电源的开关频率，发现背光电源频率刚好切合，也是1MHz，为进一步确认，尝试把背光电源断开后重新测试，发现这一点噪声消失了，确认噪声来源就是背光电源。
本产品背光电源模块为TI的TPS61193-Q1，用近场探头可以在此开关电源模块的电感上测量到最明显的1MHz噪声（见图3电感在PCB中的位置示意图，红圈内为电感，型号为乾坤科技的VCTA25201B-100MS6），确认噪声是从电源模块的电感上冒出来的。
图3 开关电源电感位置图
背光电源为升压电路，示意图如下（其中D’=1-D，而D为开关信号的占空比）：
图4 背光电源电路简要示意图
查询得知，背光电路的电感使用的不是屏蔽电感，该电感厂商为乾坤科技，型号为VCTA25201B-100MS6，封装尺寸为2520。
电感为储能元件，如下图所示，开关S关闭和打开的时候，电感上的电压会突变，变化的电压会产生电磁场噪声，而非屏蔽电感无法有效的抑制这个噪声：
图5 背光电源输出环路示意图
因此需要选择一个在符合电感量、电流、直流电阻基础上的屏蔽电感来抑制这个噪声，现有电感的参数是：
电感量：10uH±20%
直流电阻DCR（mΩ）:典型值为440 mΩ，最大值为530 mΩ
Irms（A）：典型值为1A
Isat（A）：典型值为1.5A
对比这些参数，笔者选择了从以下Laird屏蔽电感中进行选型：
图6 Laird屏蔽电感型号表
从上图列表可知，首先外形小巧封装尺寸为0302的Laird屏蔽电感MGV0302100M-10的电感量也为10uH±20%，符合要求；而其Irms、Isat典型值分别为1.4A和1.6A，均比之前使用的乾坤科技电感VCTA25201B-100MS6通流量要大，也符合要求；最后看直流电阻DCR，MGV0302100M-10的DCR典型值/最大值为366 mΩ/422 mΩ，均比之前使用的乾坤科技电感的440 mΩ/530 mΩ要小，DCR越小电感的发热量、功率损耗越小，从而性能越好。另外，MGV0302100M-10通过了 AEC-Q200认证，具有高可靠性，且工作温度为-55℃~+ 125℃，完全可以用在汽车电子产品上。
从以上参数对比可知，Laird屏蔽电感MGV0302100M-10从参数来看是完全可以替代乾坤科技电感VCTA25201B-100MS6的，且其发热量会更小、效率更高，且因为它的屏蔽性能，理论上具有很高的抑制RE的效果。
此款音响娱乐系统产品的背光电源电感换成Laird的屏蔽电感MGV0302100M-10后重新做RE测试，发现之前的1MHz尖峰噪声低了很多，测试通过（见图7），问题得到解决，后续改版将电感封装进行调整。
图7 换Laird屏蔽电感MGV0302100M-10后的RE测试结果
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鄗立恒 Lv8. 研究员 2019-04-23学习了。 -
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maomao Lv8. 研究员 2019-04-22支持~ -
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duanmaxie Lv8. 研究员 2019-04-22学习
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