发布时间：2016-03-10 阅读量：838 来源: 我爱方案网 作者:
无电感设计的目的是利用成本低廉的铁氧体磁珠替代昂贵的电感，为客户实现系统层面上的 低成本EBOM（工程材料账单）目标。铁氧体磁珠等同于多层片式电感。受当前铁氧体磁环材料和制造技术的限制，此类电感很难同时承受大电流、高阻抗。以日本东光多层片式电感为例，如果工程师将额定直流电流值设定为>2.5A，则绝大多数电感值将低于1uH。行内另外一家的产品顺络铁氧体磁珠系列（UPZ2012）也有类似表现：如果最大额定电流大于2.5A，铁氧体磁环磁珠同等电感值小于0.6uH。
表1为UPZ2012系列铁氧体磁珠在100MHz的阻抗、以及不同铁氧体磁环的最大额定电流和最大直流电阻。
表1：2012型贴片铁氧体磁环的阻抗与最大电流
如图1所示，“120Ω@100MHz 铁氧体磁珠”的同等电感值为0.39uH，而 600Ω@100MHz 铁氧体磁珠，同等电感值为1.59uH。
图1：铁氧体磁珠同等电感值
铁氧体磁珠工作时相当于一个并联谐振回路，如同电感在低频域（<100MHz）、电容在高频域（>100MHz）工作一样、也如同一个纯电阻在自身的谐振频率点一样。在使用铁氧体磁珠设定输出滤波器时，其基础就是利用它的电感特性。因为每个LC滤波器 （无源滤波器）均拥有自身的谐振频率，在此频率点，滤波器的增益很大，导致过滤后产生瞬时振荡。R1和C1将吸收由IC本身造成的振荡能量，通常使用10Ω的电阻和330pF的电容。R2和C2将吸收由滤波器本身造成的振荡能量。
图2：铁氧体磁珠滤波器设计
如何利用无电感滤波器实现低EMI目标？
意见1：选择铁氧体磁珠降低边缘速率
TI 设备中利用了一些技术，尽量降低5MHz频带（此频率通常为铁氧体磁珠滤波器的截止频率）范围内传导的EMI噪声。扩展频谱、L和R声道（D类立体声音频）的相移等也会有一定的帮助。对于小于5MHz的 EMI带宽，尤其是当开关频率约为300kHz（以获得较佳效率），实验结果显示减少边缘速率是降低EMI的有效方法。
图3：不同阻抗铁氧体磁环的边缘速率
图3中，较高的铁氧体磁珠阻抗可以实现较低边沿速率的D类输出；使用600ohm@100MHz 的铁氧体磁珠，可以获得最低边缘速率的D类输出，最终在高频段实现最佳EMI结果。然而，阻抗较高意味着额定电流较小。表1中，阻抗=600ohm@100MHz，最大额定电流为2A。以电视客户为例：
电视应用示例：PVDD （功率电源）= 12V，扬声器负载=8Ω，BD模式，忽略PCB与铁氧体磁珠的导通电阻和直流电阻。最大电流 = 12/8 = 1.5A。
在PVDD = 12V /8Ω扬声器的情况下，工程师可以使用600ohm@100MHz的铁氧体磁珠来设计滤波器。
图4：铁氧体磁珠对于传导性EMI的效果
图5：铁氧体磁珠对于辐射性EMI的效果
意见2：利用佐贝尔网络，尽量降低瞬时振荡。
图6为我们设计的用于降低输出滤波电路振荡效应的典型电路。R1和C1将吸收由IC本身造成的振荡能量。R2和C2 用于吸收由滤波器谐振频率造成的振荡。
图6：调谐，以减少振荡、降低边缘速率
图7.a中，在传导性EMI测试噪音频带，捕获到周期为350ns的振荡（约2.85MHz），其能量在佐贝尔网络之后已经大幅减弱，并获得更高边缘增益。
表2 滤波器和佐贝尔网络设置
图7：调整佐贝尔网络和电容（减少振荡，获得较慢的边缘速率）
不过又出现了另外一个问题，图8显示振荡加剧了2MHz~4MHz的频带噪声（如果D类输出电流增加的话，振荡会更加严重）。从理论上讲，谐波分量越高，振幅应该越小，但是，滤波器的谐振频率点改变了这一情况。我们看一下图7.a，与设置4相比，设置3在2MHz~5MHz频带具有更好的噪声抑制能力。最终，设置3在减少振荡方面表现出最佳的调优效果，并且获得了较低的边缘速率，及良好的2MHz~5MHz的EMI裕量。
图8：振荡加剧2MHz~4MHz 频带噪声（设置4）
PCB布局
图9为TI无电感D类音频参考设计电路板(TPA3140D2)。图10是典型的输出应用电路原理图。
图9：TPA3140 EVM板（左）节约了很多滤波器PCB空间
图10：TPA3140典型输出应用电路原理图
滤波器PCB布局
为尽可能减少滤波器电流回路（电流回流至GND），确保电流环路小。
1）将铁氧体磁珠尽可能靠近输出引脚。
2）尽量减少滤波器接地的电流回路（C8至D类接地引脚）
3）尽量确保滤波器和D类设备的底层是一个完整的接地层。
4）如果要添加佐贝尔网络来减少振荡，将佐贝尔网络尽可能靠近滤波器。
5）将缓冲电路尽可能靠近设备的输出引脚。
铁氧体磁珠 设备接地引脚 铁氧体磁珠（上中下）
图11：滤波器布局
PVCC布局
图11：PVCC布局
结论
TI最新无电感D类立体声放大器（TPA3140）使无电感设计在中等功率D类应用中得以实现。根据不同的扬声器线长度和输出功率（电流）要求，音响系统工程师可以使用本文中讲到的一些电路板电平调谐技术，包括铁氧体磁珠选择原则（降低边缘速率）、佐贝尔网络调谐方法（减少振荡）以及适当的PCB布局等，最终，在客户系统级测试中，得以使TPA3140实现足够的EMI裕量。目前用户设计获得的反馈显示，TI TPA3140是一款真正的无电感中等功率D类音频放大器，可以帮助客户在降低系统BOM成本、更小的PCB尺寸、良好的EMC裕量及稳定良好的音频性能等方面取得最佳平衡。
推荐阅读：
实现沉浸式声音还放的音频解决方案
基于DSP芯片的音频信号滤波系统设计方案
中国台湾面板大厂友达光电与群创光电相继公布2025年6月营收数据，显示行业整体仍面临下行压力。友达光电6月合并营收为219.2亿元新台币，环比下滑9.3%，同比减少13.1%。群创光电当月营收185亿元新台币，较5月微降1.14%，同比略减1.23%。
全球显示技术领导者三星显示（Samsung Display）已正式启动为苹果公司（Apple Inc.）专属可折叠iPhone打造OLED显示屏的生产准备工作。据悉，这一关键举措的核心是在其韩国忠清南道牙山的A3工厂内，建设一条专为可折叠面板设计的全新生产线。消息人士透露，该产线所需的关键设备更换与调试工作已于2023年下半年全面展开，目前项目进展顺利，已进入最后的冲刺与收尾阶段，为后续的批量试产和最终量产奠定了坚实基础。
7月10日，中国新能源汽车领域的重要参与者赛力斯集团（601127.SH）发布了2025年半年度业绩预告。公告显示，公司预计2025年1至6月实现归属于上市公司股东的净利润在27亿元至32亿元之间，相比上年同期的16.25亿元，同比增幅达到66.2%至96.98%，展现出强劲的增长势头。
联发科技（MediaTek）公布2024年6月合并营收达564.34亿台币，强势重返500亿大关，创下近33个月新高。该业绩较上月增长24.9%，同比提升30.9%，显著拉动第二季度整体表现达标。
在全球能源效率需求持续提升的背景下，宽禁带半导体技术迎来爆发式增长。Nexperia作为功率电子领域的领先企业，近期扩充了其碳化硅（SiC）产品线，推出两款1200V/20A规格的肖特基二极管——PSC20120J与PSC20120L。这两款新器件瞄准工业级高能效应用场景，为解决高功率系统能量转换损耗问题提供了创新解决方案。
