新闻

应用于手持式装置的DFN封装形式电磁干扰滤波器

作者:十博 发布时间:2020-11-10 15:47 点击数:

  随着制造技术的演进以及市场的期待,手持式装置的功能益趋复杂。尤其是智慧型手机,其在有限的体积中,必须设计出包含触控、即时影音、照相摄影、行动上网、收发E-mail、按键输入、小游戏、收发天线、全球定位系统(Global Positioning System ;GPS) 等等不同的功能。因此,电路板上的元件布局积集度(layout integration)愈来愈高,造成了3个对电磁杂讯干扰不利的因素:

  一、 在电路板设计时,可能会为了在有限体积中挤入许多功能的电路区块,而不得已舍弃原本用作电磁干扰防护的金属遮罩(shielding)、改用更细的地线(ground bus)、或缩减接地面(ground plane)的面积等。这些措施虽能让产品更形轻巧、减省许多产品开发的费用以及量产以后的成本,却非常不利于电磁干扰问题的解决。

  二、 电路板上的元件布局积集度(layout integration)愈高,使得电路板上各元件的间距愈来愈小,因而各别功能在操作状态下所发射出来的电磁杂讯更加容易干扰邻近电子元件的正常运作。

  三、 由于生活中3C产品的普及,手持式装置在待机状态下,背景环境的电磁杂讯愈来愈高。再加上手持式装置本身同时开启愈多功能,就会不断垫高电磁杂讯的强度、使得各功能的表现受到愈严重的影响。

  为了有效解决电子产品电磁干扰的问题,并能兼顾静电放电(electrostatic discharge;ESD)防护的功用,可以采用具有静电放电防护功能的电磁干扰滤波器(EMI+ESD filter)。即为晶焱科技所推出的型(-model)低通滤波器(low pass filter;LPF)新产品的电路架构图。由于电磁干扰滤波器多应用于电子产品的输出入埠(/output port),因此滤波器架构中的输出入埠端点对GND的电容,一般会采用静电放电防护元件,以兼做静电放电防护之用。

  晶焱科技在静电放电防护技术上,早已累积了丰富的经验与技术。在此一电磁干扰滤波器新产品中,所采用的静电放电防护元件为单向导通的暂态电压抑制器(transient voltage suppressor;TVS)。而输出入埠端点间是采用电阻(RI/O)元件桥接。所以,该系列产品除了可以提供良好的低通滤波效果之外,还拥有很好的静电放电防护效果。

  表1所列,为晶焱科技此一电磁干扰滤波器产品的基本特性参数数值。其适用于5V以下的额定电压电路系统,线电容(line capacitor;Cline) 值约为41微微法拉(pico farad;pF),操作频率在800万赫兹(megahertz;MHz) 时,其插入损耗(insertion loss)可达-32dB,可以显著地降低电磁干扰讯号,以维持受保护电路的操作功能正常。

  当静电放电事件(ESD event)发生时,暂态电压抑制器的钳位电压愈低,则愈能适时地导通可观的静电放电电流,以提供受保护电路免于遭受静电放电的侵害而永久受损失效。图2所示,即为利用传输线触波产生系统(transmission line pulsing system;TLP system)所量得的钳位电压比较图表。由图表中可以清楚看到,晶焱科技(AMC)所开发应用于手持式装置的电磁干扰滤波器,在17安培(ampere;A)的高静电放电电流下,其钳位电压低于相似产品约有10V左右,可以非常有效地提供受保护电路1个快速有效的静电放电旁通路径(bypass path)。

  另外,根据IEC 61000-4-2标准所制定的规格,第4级防护需提供至少接触放电模式(contact discharge mode) 8千伏(kilo voltage;kV)、空气放电模式(air discharge mode) 15千伏以上的静电放电防护能力。该系列产品提供接触放电模式15千伏以上的静电放电防护能力,明显超出IEC 61000-4-2标准第4级所规定的需求数值许多。

  由于行动手持式装置需要依靠电池来供应所需电力,所以在元件正常使用时的漏电流(device leakage current)若愈大,则电池供电的时间就会缩短。图3所示,为晶焱科技所推出的电磁干扰滤波器新产品与相似产品的漏电流比较图。由图中2条曲线的比较可知,晶焱科技的电磁干扰滤波器新产品,其漏电流比相似产品更小,可增长手持式装置电池的可持续使用时数。

  在封装方面,晶焱科技此一系列产品采用矩形平面无引脚封装(Dual Flat No-lead;DFN)形式,可针对客户不同需求加以运用。因此,在进行系统设计时,可以有效减省电磁干扰滤波器元件所需占用的电路板面积(layout area),方便其它电路元件的摆置与设计,并且可以轻易地进行焊接重工(rework),在进行元件表面黏着(surface mount)时,亦不容易造成元件损伤。


十博

@SHENZHEN ENERGY Corporation All Rights Reserved.

十博