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功率电感:汽车音响直流电源滤波器的设计方案详解(四)

来源:    作者:     发布时间:2014-12-22 19:33:00     点击数:
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7、可调电感器 常用的可调功率电感器有半导体收音机用振荡线圈、电视机用行振荡线圈、行线性线圈、中频陷波线圈、音响用频率补偿线圈、阻波线圈等,如下图所示。可调电感器1).半导体收音机用振荡线圈 此振荡

功率转换开关频率一直在不断提高,以便最大限度地提升功率密度,软开关技术如零电压开关(ZVS)正逐渐普及以进一步提高开关频率。随着开关频率的增大,功率MOSFET的寄生特性不再可以忽略不计。对于采

功率电感器厂 电感器生产厂直流偏置電流流經電感,這會導致電感量將下降,從起始的零直流偏置電感值。通


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   就汽车音响独立个体而言, 汽车音响直流电源滤波器为差模噪音信号滤波器,采用滤波扼流圈和滤波电容组成的差模干扰滤除回路。由于差模电容的作用,差模干扰电流将通过电容流回电源线而不流入汽车音响中。但从系统而言,电源导线、汽车音响和地平面(汽车底盘)构成了共模噪音信号返回路径,如图3 所示:为了降低系统的传导发射性能,要求汽车音响的外壳要有一个良好的接地位置,降低共模电流或消除共模电流的存在。在CISPR25 的6.1.2 中规定,如果EUT 的电源返回路径超过200mm,就将作为远端接地处理,如果EUT 的电源返回路径小于等于200mm,就作为近端接地,可以忽略共模电流的影响,降低共模电流引发的传导发射危害性,这就是为什么在汽车音响设计中尽可能的确保外壳一体电感器厂与整车的底盘有良好的搭接。见下图4 是汽车音响电路中常见的直流电源滤波器电路图。

图4

  差模电容使用的类型是陶瓷电容,考虑到其实际电压值是额定交流电压和电磁干扰峰值电压的叠加值,因此要求差模电容要有足够高的耐压值,一般不低于50VDC。电容容量值可按照所抑制的噪声电压频率下限值来确定,其值越大,滤波器的插入损耗也就越大。

  差模扼流圈通常使用金属粉压磁芯(Iron Power Core),因为其初始磁导率受频率影响小,高频工作下损耗大,直流重叠特性好,大电流应用时电感量也不会大幅度下降,且适用频率范围较低。依流过功率电感的电流值不同,设计中的电感值可以取为几mH~几十uH。

  下图为三种不同的磁芯,其电感量随电流的变化的曲线。从图5 中可以看出:在设计汽车音响直流电源滤波器时,要根据工作电流的范围来选择合适的扼流圈。当汽车音响的正常工作电流大于3A 时,若选择图中POT 磁芯的扼流圈,电感量急剧降低,根本起不到滤波器的效果。

图5

  针对汽车供电系统中的瞬态脉冲噪音,一般集中在音频范围内(20Hz 至20KHz),因此,在产品设计和PCB Layout 中电感生产厂如何抑制音频噪音干扰(AFI = Audio Frequenc一体电感制造商y Interference)成为汽车音响设计的一项重要性能评估指标。理论上,电源滤波器的电感和电容的参数选的越大,滤波效果越好。但在实际应用中,容量大的电容一般寄生电感也大,自谐振频率低,对高频噪声的去耦效果差,而电感值越大电感的体积也越大,所以在设计时应权衡各种因素的影响,确定合适的参数。在实际产品设计中,除了考虑来自汽车供电系统瞬态噪音的抑制,还要考虑高电压(Over Voltage)、大电流(Over Current),反向电压(Reverse Voltage)等各种使用条件的分析和保护电路的设计。


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