【導讀】USB Power Delivery是一種供電標準，可以通過USB提供比以前更大、最大達到100W的電源功率。USB Power Delivery可以通過USB連接來為以前無法支持的PC和顯示器等設備供電。另一個特征是可以瞬時切換供電側(cè)和充電側(cè)，從而可以在不產(chǎn)生不必要的熱量的情況下充電。
1. USB Power Delivery的普及
USB Power Delivery是一種供電標準，可以通過USB提供比以前更大、最大達到100W的電源功率。
USB Power Delivery可以通過USB連接來為以前無法支持的PC和顯示器等設備供電。
另一個特征是可以瞬時切換供電側(cè)和充電側(cè)，從而可以在不產(chǎn)生不必要的熱量的情況下充電。
隨著USB Power Delivery的普及，出現(xiàn)了許多大功率USB充電器。
除了PC和顯示器外，其他通過USB Power Delivery電源供電的設備也在增加，預計將來會進一步普及。
2. USB Power Delivery供電設備產(chǎn)生的噪音
USB充電器有內(nèi)置的DC-DC轉(zhuǎn)換器，因此可以根據(jù)供電對象設備來改變電壓。
由于支持USB Power Delivery的大功率充電器具有較大的供電電流值，因此DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)噪聲往往比以前的USB充電器更大。
該噪聲是從連接充電器和供電對象設備的電纜發(fā)出的，有可能會干擾設備的工作和通信。
3. USB Power Delivery供電設備的噪聲問題
我們使用USB Power Delivery測試基板對供電時的輻射噪聲進行了調(diào)查。
將測試基板屏蔽并測量來自電纜的輻射噪聲后，發(fā)現(xiàn)在500MHz或更低的頻率下會產(chǎn)生寬帶噪聲，如下圖所示。
在100到300MHz的范圍內(nèi)確認到特別強的輻射噪聲，并且在該范圍內(nèi)相對于不必要輻射標準值的裕量也更小。
測量來自USB Power Delivery的輻射噪聲
4. 噪聲的發(fā)生源和路徑
噪聲發(fā)生源：
為了調(diào)查從電纜輻射出的噪聲的發(fā)生源，我們使用了噪聲可視化工具。
已確認到供電側(cè)的電源線（DC-DC轉(zhuǎn)換器及功率電感器）周邊的噪聲電平較高。
未供電和供電時，確認USB Power Delivery測試板（供電側(cè)）上的噪聲分布
對傳導至測試基板的USB Type-C接頭引腳的噪聲進行測量，從測量結(jié)果可以確認，電源線和GND線的噪聲電平在100至300MHz的范圍內(nèi)較高。
噪音的發(fā)生源：測量傳導至USB Type-C接頭引腳的噪聲
噪聲路徑：
DC-DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的噪聲會傳導至電纜并進行輻射，如下圖所示：
噪聲路徑
在供電側(cè)的DC-DC轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生開關(guān)噪聲
噪聲通過電源線和GND線從USB接頭泄漏到電纜
從電纜的電源線輻射出來
5. 使用共模扼流線圈的噪聲對策方法
由于電源線和GND線的噪聲電平較高而導致電纜出現(xiàn)噪聲輻射，因此在DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出部分的USB接頭前面接入共模扼流線圈被認為是有效的。
使用共模扼流線圈的噪聲對策方法：接入共模扼流線圈
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6. 確認噪音對策效果
我們用測試基板確認了通過共模扼流線圈實現(xiàn)的輻射噪聲對策的效果。
將DLW5BTM142TQ2接入電源線和GND線。（出于加工原因，在此測試中將電纜的電源線和GND線切斷后接入。
確認噪音對策效果：共模扼流線圈接入位置
7. 噪聲對策效果
噪聲對策效果：共模扼流線圈接入前后的噪聲比較
（來源： Murata村田中國微信公眾號）
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