用于数据信号线的共模线圈选型和应用EMCppt课件

1、Wrth Elektronik eiSos 2009WRTH ELEKTRONIK EISOS GMBH & CO. KG2021- 用于数据信号线的共模线圈用于数据信号线的共模线圈 -Wrth Elektronik eiSos 2009主题 为什么用共模线圈? 用于数据线号线的共模线圈 典型应用 线圈选择 - Bifilar 和 Sectional 绕线方式 线圈选择 频率和磁芯 线圈选择 尺寸，阻抗和电流 实例 竞争对手参照Wrth Elektronik eiSos 2009为什么要电流补偿?技术优势 对共模干扰的衰减很强= 80% 的EMC 问题都来自于共模干扰 对差模信号的衰减

2、很小 = 信号失真小 增加了传输线的对称性解决高速信号(USB, CAN.)的唯一方案 尺寸小，共模阻抗高 电流补偿线圈 = 共模线圈 为什么?Wrth Elektronik eiSos 2009减少干扰离开元件进入元件结果:对有用信号没有影响，或者影响很小 对干扰的衰减很强 差模 共模 EMV-Allgemein Grundlagen Filter&Signale Einfgedmpfung Filtertopologien Simulation为什么要电流补偿为什么要电流补偿?Wrth Elektronik eiSos 2009共模线圈 与单线圈比较电流补偿/共模线圈单线圈共模阻抗

3、高低或中等差模阻抗低中等阻抗与负载电流的相关性不相关与磁芯相关对有用信号的衰减低高Wrth Elektronik eiSos 2009共模线圈 丈量f/MHzImpedanz / 差模阻抗共模阻抗Wrth Elektronik eiSos 2009为什么使用共模线圈? 用用2个电感或铁氧体滤波个电感或铁氧体滤波滤波前的信号眼图滤波前的信号眼图 滤波后的信滤波后的信号眼图号眼图 信号上升阶段受到影响，会给高速数据和信号线的传输带来问题。Wrth Elektronik eiSos 2009 用共模线圈滤波用共模线圈滤波滤波前的信号眼图滤波前的信号眼图 滤波后的信号眼滤波后的信号眼图图 对信号上升阶

4、段没有影响, 磁场补偿 对数据信号没有影响或者影响很小 两组绕线的磁场耦合 因为磁场耦合的缘故，直流电流不会造成磁芯饱和 滤波效果远胜两个独立的电感或铁氧体为什么使用共模线圈?Wrth Elektronik eiSos 2009典型应用USBFirewire/IEEE 1394LVDSCAN-busISDNLANxDSLAnalog ModemT1/E1PABXData Signal LinesPower lines (Vdc 在比特率下，差模阻抗低 起点是: Zdiff 400 Mbit/s), 使用WE-CNSW 能达到良好的效果。总之，设计者应遵循PCB设计中的阻抗匹配原则，以期达到最低

5、的误码率。f = 比特率/2Wrth Elektronik eiSos 2009线圈选择 频率和磁芯 Wrth Elektronik eiSos 2009用于数据信号线的共模线圈 (额定电压最大 80Vdc!) WE-VBWE-SLWE-SLMWE-SL1WE-SL2WE-CNSWWE-SL3WE-SL5WE-SL3 HVWE-MLSWE-PFNot for new designWE-SL5 HCWrth Elektronik eiSos 2009用于数据信号线的共模线圈 (额定电压最大 80Vdc!)CMC for Data Signal LinesTHTSMD“Sectional“Sect

6、ionalBifilarWE-MLSWE-VBWE-SL2 “S”WE-SL5“WE-PF”BifilarWE-CNSWWE-SLMWE-SL1WE-SL2WE-SL3WE-SL5WE-SLWrth Elektronik eiSos 2009WE-SLWE-SL 1WE-SL 2WE-SL 3WE-SL 5WE-CNSW尺寸尺寸 mm 阻抗阻抗 电流电流 A2.0 x 1.2 x 1.23.2 x 1.6 x 1.912.7 x 10.5 x 5,759.2 x 6.0 x 5.06.5 x 3.6 x 1.659.2 x 6.6 x 2.510.0 x 8.2 x 6.5应用应用0.28 0

7、.40.20 0.370.20 2.700.300.40 1.600.50 0.700.35 5.0130 91060 4001100 14400300 20001250 5000290 130001000 20000USB 2.0Firewire/ 高速数据线高速数据线VCC 电源和数据线电源和数据线VCC 电源和数据线电源和数据线大电流大电流ISDNMultilines VCC 电源线电源线 PCMCIA 卡卡低电压SMD 共模线圈产品: 尺寸最小的共模线圈四线共模 !Bifilar和Sectional 均有参数因绕线方式而异 三线共模 高度低 大电流宽带 Wrth Elektronik

8、eiSos 2009WE-SL3 HV尺寸尺寸 mm 阻抗阻抗 电流电流 A9.2 x 6.6 x 2.5应用应用0.5047HEthernet / xDSL / ISDN .用于电信产品: 1,5kV 绝缘耐压 在将来 :新的 CNSW 应用: HDMI GHz 数据线e.g SATA） 低电压SMD 共模线圈产品: Wrth Elektronik eiSos 2009应用实例WE-CNSW - USB 四端口特点特点:高频下共模抑制能力很强高频下共模抑制能力很强采用对称绕线方式，对高速信号的影响很小采用对称绕线方式，对高速信号的影响很小工作温度工作温度: 40 C to +125 C 应用

9、应用:USB 2.0 Firewire/IEEE 1394 LVDS 高速数据线高速数据线 共模滤波器共模滤波器 LAN 不能用于电源不能用于电源!(峰值电流限制峰值电流限制!)Wrth Elektronik eiSos 2009应用实例 WE-SLM特点特点:尺寸小尺寸小最大工作电流最大工作电流 300 mA 额定电压额定电压: 80 VDC (42 VAC) 工作温度工作温度: 40 C to +125 C 应用应用:CAN FireWire 信号线和传感器信号线和传感器电源系统电源系统 数据线数据线 USB TDK Wrth Elektronik eiSos 2009应用实例 WE-SL

10、2 CAN总线特点特点:磁性材料采用磁性材料采用NiZn/MnZn，可以在宽频下，可以在宽频下工作工作 额定电压额定电压: 80 VDC (42 V AC) 工作温度工作温度: 40 C to +125 C 应用应用:用于数据线和信号线的电流补偿用于数据线和信号线的电流补偿电源系统电源系统 测量信号滤波测量信号滤波 CAN共模干扰抑制共模干扰抑制 EPCOS Wrth Elektronik eiSos 2009应用实例 WE-SL2 CAN总线 的工业应用过程控制电源传感器/执行器甚至在咖啡机上!运动控制Wrth Elektronik eiSos 2009设计实例 WE-SL3 HV特点特点:

11、1.5 kV 绝缘电压绝缘电压 高度只有高度只有 2.5 mm 卓越的噪声衰减能力卓越的噪声衰减能力 额定电压额定电压: 80 VDC (42 VAC) 工作温度工作温度: 40 C to +125 C 应用应用:10/100/1000 Base-T xDSL Modem T1/E1 ISDN TNV-1 电路电路注意注意: 本线圈不能用于市电本线圈不能用于市电!Wrth Elektronik eiSos 2009应用实例 WE-SL特点特点:2 组或者组或者4 组绕线组绕线 磁性材料采用磁性材料采用NiZn/MnZn，可以在宽频下工，可以在宽频下工作作额定电压额定电压: 80 VDC (42

12、 V AC) 工作温度工作温度: 40 C to +125 C 应用应用:数据线和信号线的电流补偿数据线和信号线的电流补偿 ISDN总线总线 电源系统电源系统 控制线控制线 测量信号滤波测量信号滤波 共模噪声抑制共模噪声抑制 DCDC+15V-15VGND+15V-15VGNDWrth Elektronik eiSos 2009共模线圈 与谁参照? 简单的方法 :假如 Alpha plan中没有找到 首先确认尺寸和管脚布局 确认电流 确认阻抗值或者感值 注意差模阻抗 (bifilar 或 sectional 绕线) STRG + SHIFT + WWrth Elektronik eiSos 2

13、009竞争对手参照 - WE-CNSWTDK: ACM2019 ACM3225Murata: DLW21S DLW31SChilisin: CMM21S CMM31SBourns: SFR2019 SFR3216VISHAY: ICM0805 ICM1206KITAGAWA: FDH2019 FDH3216其它的亚洲供应商Wrth Elektronik eiSos 2009竞争对手参照竞争对手参照- WE-SLMEPCOS: B82789B82799TDK: ACT45BMurata: DLW43Chilisin: CMM41TCoilcraft: M2022 AVogt: K2BOURNS:

14、 DR221BI technologies HM67-10510Wrth Elektronik eiSos 2009竞争对手参照竞争对手参照- WE-SL2Pulse: 811xHARTU: 2660 xx-40BOURNS: DR331EPCOS: B82790 B82793BI technologies: HM67-B/STDK: ZJYS51R5Vogt: K5Laird/Steward: CC2824Sumida: CPFCxxWrth Elektronik eiSos 2009竞争对手参照竞争对手参照- WE-SL2尽可能在物料参照设计上支持客户例如例如 : TDK ZJYS51R5-2PT2A, 20MHz 3