【成功案例】采用肖特基二极管解决车载仪表电压型传导辐射噪声超标问题
KYOCERA(京瓷)制造各类高品质电容、可控硅、二极管,京瓷在全球拥有众多优质客户,与全球著名车企合作超过20年,多次获得车企的品质大奖。笔者之前设计一款车载仪表时,遇到了开关电源VCE(电压型传导辐射)超标问题,最后通过选用京瓷的肖特基二极管解决了问题,以下为此案例的分享。
这款仪表在进行VCE测试时,在频段发现在80Mhz至100Mhz频段之间有很多尖峰噪声超标(如下面图1黄圈内所示),超标幅度达5db多,仔细观察尖峰,发现每两根噪声之间的间隔差为2.9Mhz(比如下图标注的93.96M和91.02M),且从频谱上调出来的噪声实时形状来看坚挺,判断为开关电源频率的倍频噪声。查看仪表各开关电源的频率后发现跟14V转5VSW的开关电源频率一样,确认噪声确实是从5VSW开关电源模块冒出来的。
图1 仪表初始VCE测试结果图
仔细观察下面5VSW模块的布线和电路图,可以看到续流二极管D1003(的封装SMC)尺寸很大,导致输出环路(IC的PIN10-L1001-C1015/C1016-IC的PIN9)很大,从而辐射很大。
图2 5VSW模块布线图
图3 5VSW模块电路图
因此需要选择一个在符合电流、电压和适温范围基础上尺寸较小的肖特基二极管代替续流管D1003,之前D1003的参数是电压40V,最大电流2A,适温范围-40°C至150°C,对比这些参数,笔者选择了京瓷的肖特基二极管EC21QS04, 它的封装为SMA,尺寸上比之前那颗SMC的二极管小了很多:
图4 EC21QS04外形图
它的耐压为40V,最大电流2A,适温范围-40°C至150°C,均符合要求:
参数 | 符号 | 条件 | 值 | 单位 |
反向重复峰值电压 | VBRM | 40 | V | |
平均整流电流 | IO | T1=103°C | 2.0 | A |
雷击正向电流 | IFSM | 非重复50Hz半正弦波,一周期 | 60 | A |
动作结合处温度范围 | Tjw | -40~+150 | °C | |
保存温度范围 | Vstg | -40~+150 | °C |
表1 EC21QS04额定参数表
下面是换上京瓷的这颗二极管后的电路图:
图5 换二极管后的5VSW模块电路图
换上这颗京瓷二极管后,布线上的输出环路小了很多,重新做VCE测试,发现之前的尖峰噪声基本消失了,测试通过,问题完美解决。
图6 换京瓷二极管后的VCE测试结果
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Yangwang Lv7. 资深专家 2019-05-02不错
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用户_8353 Lv8 2019-02-24学习了
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maomao Lv8. 研究员 2019-01-18不错的资料,学习了
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用户97247181 Lv3. 高级工程师 2018-12-11产品不错
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用户86910647 Lv5. 技术专家 2018-11-29不错
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太皇太后有喜啦 Lv4. 资深工程师 2018-11-22学习了
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幸运星 Lv7. 资深专家 2018-11-1904 肖特基二极管数据手册
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用户14437954 Lv4. 资深工程师 2018-11-16很不错的案例,一般排查到开关电源后,不太容易去怀疑续流二极管的问题。
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小雨滴 Lv7. 资深专家 2018-11-12学习
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宇宙星神 Lv6. 高级专家 2018-11-11学习下
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