【成功案例】选择新电元肖特基二极管M1FJ4完美解决域控制器开关电源辐射噪声问题
SHINDENGEN（新电元）工业株式会主要从事功率半导体和开关电源、电装制品的制造和销售，并以电力电子技术为主要领域，产品包括有整流桥堆，高速整流二极管，三极管，功率MOS管，功率模块，功率IC等，是日本电源业界的领袖。
笔者之前设计一款车载域控制器时，遇到了开关电源RE（辐射）超标问题，最后通过选用新电元的肖特基二极管M1FJ4解决了问题，以下为此案例的分享。
这款域控制器在进行RE测试时（客户为上汽通用，执行通用汽车GMW3097-2015版标准，频段要求及相应限值见图2），发现在中波/AM频段的575KHz频点有尖峰噪声超标，平均值超标幅度达7.9db（见图1，峰值和平均值的限值分别为30db和24db），另外，575KHz的2倍频1.15MHz也有个尖峰，这根尖峰虽然没超标但平均值的余量很小。
图1 域控制器初始RE测试结果
图2 GMW3097-2015版法规RE限值表
查看域控制器各开关电源的频率后，发现575Khz跟14V转5V的开关电源频率一致，此开关电源模块为TI的LMR14030SQDPRRQ1，且用近场探头可以在此开关电源模块测量到明显的575KHz噪声（见图3），确认噪声确实是从14V转5V开关电源模块冒出来的。
图3 575KHz噪声近场探测结果
5V电源的示意图如下，其中Vout为5V：
图4 5V降压电路简要示意图
仔细观察下面图5的5V模块的布线图，可以看到黄框内的续流二极管其封装尺寸很大（这颗二极管为新电元的D1FS4A，见图6），具体的长宽高尺寸为5.0*2.5*2.0（mm），导致输出环路很大（输出环路示意图见图6），从而辐射很大。
图5 5V模块布线图
图6 5V输出环路示意图（实线是S关闭时，虚线是S打开时）
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现有的续流管，现有续流二极管的参数是电压40V，最大电流1.5A，适温范围-40°C至150°C，对比这些参数，笔者选择了新电元的肖特基二极管M1FJ4， 它的尺寸为3.9*1.8*1.4（mm），尺寸上比之前那颗二极管小了很多：
图7 新电元肖特基二极管型号表
M1FJ4二极管最大反向电流为50μA（远低于之前二极管的2mA），低反向电流可以增强二极管的单向导电性，同时也确保电路关断的更为彻底。
M1FJ4肖特基二极管结电容典型值为65pF（也低于之前二极管的95pF），超低结电容可有效降低电容存储效应。
另外，M1FJ4跟之前的二极管一样，存储温度范围也为-55℃～150℃，结温最高为150℃。
换上这颗细新电元二极管M1FJ4后，布线上的输出环路有了极大的缩小，并且M1FJ4跟储能电感交换位置后输出环路有了进一步减小（见图8，这里两个缩小输出环路的对策中，换成二极管M1FJ4为首要对策，其对输出环路改善的程度要比换电感的位置大得多），重新做RE测试，发现之前的尖峰噪声消失了，测试通过（见图9），问题完美解决。
图8 换新电元M1FJ4后5V模块PCB布线图（红框为M1FJ4，黄框为电感）
图9 换新电元二极管M1FJ4后的RE测试结果
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由清风提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。
相关推荐
【选型】新电元反向恢复时间短肖特基二极管为高频AC/DC转换器提供良好性能
在高频AC/DC电源中，通常选用SBD作为整流二极管，本文推荐选用Shindengen 肖特基二极管D3CE15ST，D3CE6S，D3CE4S，采用肖特基二极管具有快速的开关速度和低的正向导通压降，能给 DC-DC 变换器提供良好的性能
器件选型 发布时间 : 2018-10-20
【选型】抗浪涌能力极强的M2F封装肖特基二极管选型，适合移动电话设计
新电元公司推出的肖特基二极管M2FH3/M2FM3，采用M2F封装，适合空间要求较高的设备，尤其适用于移动电话设计中。
器件选型 发布时间 : 2018-04-13
【选型】应用场景丰富的1F封装肖特基二极管选型推荐
新电元的肖特基二极管D1FT4,D1FT4A,D1FT6A,D1FT10A,D1FT10,D1FT15A,D1FJ8A,D1FH3,D1FS6A,D1FJ4,D1FP3,D1FS4A,D1FT6,D1FS4,D1FS6,D1FM3,D1FJ10,D1FJ8，配置齐全，应用场景丰富，可从容应对对空间有要求的产品设计。
器件选型 发布时间 : 2018-03-30
SHINDENGEN二极管选型表
SHINDENGEN二极管选型表提供普通整流二极管、桥式整流二极管、肖特基二极管、快恢复二极管选型，
|
产品型号
|
品类
|
VRRM[V]
|
IF(AV)[A]
|
IFSM[A]
|
Tj[℃]
|
VF(max.)[V]
|
IR(max.)[μA、mA]
|
Package(House Name)
|
Package(JEDEC Code)
|
AEC-Q101
|
Automotive
|
|
M1F60
|
普通整流二极管
|
600
|
1
|
25
|
-55 to 150
|
1.1
|
10μA
|
M1F
|
DO-219AA similar
|
-
|
Automotive
|
选型表 - SHINDENGEN 立即选型
新电元（Shindengen）电源用肖特基二极管，占日本95%的市场
新电元肖特基二极管是利用金属和半导体结合而产生壁垒的二极管。降低了从PN接合顺序方向的启动电压、开关速度极高，高速开关性能和低VF的二极管，是最适合的整流元件。主要以低VF、低IR出名，VRM范围从15V~150V。新电元肖特基二极管反向恢复时间极短，正向导通压降仅0.4V左右，而整流电流却可达到几千安培。世强是新电元授权分销商，可供应新电元肖特基二极管，价格优惠，提供新电元肖特基二极管资料服务等
原厂动态 发布时间 : 2018-10-11
【应用】肖特基二极管S90T15V可用于DCDC转换器，TO-247封装最大电流为90A
新电元（Shindengen）肖特基二极管S90T15V，该产品最大反向电压为150V，TO-247封装最大电流能够达到90A， 大同流能力相比使用多颗二极管或者单个模块更加节省空间。该款肖特基二极管具有超低结电容，最小仅1690pF，可适应高速开关频率，适合用于高频DC/DC应用。
应用方案 发布时间 : 2020-12-10
有没有导通值低于0.1V的二极管？
二极管中，肖特基二极管的导通电压最低。京瓷的贴片式肖特基二极管，导通电压最低为0.37V，型号是SA10LA03。新电元的贴片式肖特基二极管，导通电压低至0.36V，型号是DG1H3A。
技术问答 发布时间 : 2018-09-14
在设计一款低压大电流直流电源时，输入为直流发电机产生的28V电压、200A电流的直流电，需要选择合适的肖特基二极管串联在电源输入端作为防反接使用，请问哪款器件可以满足要求？
根据该直流电源的参数需求，推荐使用Shindengen公司的低压大电流肖特基二极管模块，具体型号为D240SC4M，其反向耐压为40VDC，正向电流最大可达240A。具有极低的Vf和结电阻，适合于直流电源应用。
技术问答 发布时间 : 2017-05-05
有没有国产的大电流肖特基二极管推荐，额定电流在200A以上的？
你好，暂时没有200A以上的肖特基二极管，世强代理的新电元有额定电流240A的肖特基二极管模块，详细资料如下：【产品】正向平均整流电流可达240A的肖特基势垒二极管模块D240SC4M、D240SC6M，热阻仅0.23℃/W
技术问答 发布时间 : 2019-12-12
开关电源双管正激，输出整流二极管该如何选用
开关电源的输出二极管，一般会选择快恢复二极管或者肖特基二极管，首先需要确认电源的开关频率，频率越高，反向恢复时间则需要越短，其次是输出电压，由于肖特基二极管电压基本在200V以下，所以一般低压输出低Vf要求，推荐肖特基二极管，输出是高压，推荐快恢复二极管，世强电商平台目前代理的主要二极管品牌有Diotec，新电元和强茂，这些都是专业的二极管品牌，DIOTEC的资料参考：【选型】Diotec（德欧泰克）SMD封装的二极管/整流器 选型指南；新电元的资料参考：【选型】Shindengen（新电元）功率器件选型指南；强茂的资料参考：【选型】PANJIT（强茂）SiC肖特基二极管/整流器/MOSFET/保护组件快速选型表。
技术问答 发布时间 : 2019-12-09
【产品】100V/10A肖特基二极管D10FDC10ST，正向电压VF最大值仅0.86V
新电元的D10FDC10ST是一款SMD封装双引脚肖特基二极管，其反向电压VRM最大值为100V，平均整流正向电流IO为10A,适合高频整流应用。可用于汽车，工业，电子等领域。
新产品 发布时间 : 2018-01-28
【产品】正向导通压降最高0.76V的SG40SC10U肖特基二极管提升系统效率
日本电源业界的领袖新电元工业股份有限公司研制了SU系列肖特基势垒二极管（以下简称SBD）的第5代产品。第5代槽型结构在VF（正向导通压降）和IR（反向电流）之间的平衡方面有显著的改善。二极管正向导通压降和反向电流之间的平衡得到了显著的改善。通过使用该SU系列，客户可实现较好的总体功率，并减少二极管自身的热生成量。
新产品 发布时间 : 2019-07-04
【产品】40V/60V，3A的快恢复肖特基二极管助力高频整流
新电元（ShinDengen）公司推出了一款肖特基二极管DE3S4M/DE3S6M，能够承受峰值正向浪涌电流达70A/80A，可满足一般电源系统的设计要求，适用于各类便携设备。
新产品 发布时间 : 2018-03-11
【产品】正向导通电压仅为0.74V的D15FR4ST肖特基二极管，抗浪涌电流高达570A
D15FR4ST肖特基二极管是由Shindengen（新电元）推出的肖特基二极管，抗浪涌电流高达570A，可以避免器件被浪涌电流损坏，非常适用于高速整流电路和二次侧整流器。
新产品 发布时间 : 2018-10-26
【产品】小封装大电流肖特基势垒二极管，用于二次侧具有高切换速率和低前向电压
D10FY系列肖特基势垒二极管是新电元公司推出的采用金属-半导体结作为势垒的二极管。相对于采用PN结的肖特基二极管，这种二极管的前向电压非常低，并且切换速度非常快，非常适合需要高速率和低前向电压的整流器电路。本文主要为用户介绍几款小封装大电流的D10FY系列产品，它们都有非常良好的特性，对于二次侧（用电侧）整流非常有意义，常见型号有D10F10SY，D10FY6SY，D10FY4R5SY。
新产品 发布时间 : 2019-04-10
电子商城
现货市场
服务
可定制LAMP LED、 CHIP LED、 PLCC LED、 汽车用车规级LED、COB LED的尺寸/电压/电流等参数，电压1.5-37V，电流5-150mA，波长470-940nm。
最小起订量： 30000 提交需求>
可定制单色光灯珠、双色灯珠、全彩灯珠、发光二极管、贴片灯珠、贴片LED等产品，尺寸：0.6*0.3mm-3.2*2.7mm，波长：405-940nm，亮度：24-750mcd，电压：1.5-3.5V。
最小起订量： 3000 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论