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DCDC影响调制谱

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高通平台,调制谱+/-1.6MHz的地方凸起,换了给tranceiver供电的RF1电源的DCDC的功率电感,调制谱有改善,但余量偏小。想知道功率电感怎么影响调制谱的,那个参数影响的,怎么选择功率电感,另外,这个跟layout有没有关系?

1. 电感值 : L
2. 寄生电容值 : EPC
3. 自我谐振频率 : SRF
4. 直流等效电阻 : DCR
5. Shielding
6. 饱和电流
功率电感主要是拿来稳定电流用的
输出电流之最大与最小值差异,即所谓的涟波,理论上当然希望越小越好,
即输出电流越稳定,这样可以有较高的转换效率,以及较低的EMI干扰,
而电感值越大,则涟波越小。

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另外,电感的高频等效模型与频率响应如下 :

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由于线圈坚有寄生电容,与其电感产生并联谐振,因此会有SRF,
而SRF与EPC有关,因此EPC越小越好,即可确保电感性的频率范围越广。
而SRF需至少为DC-DC Converter切换频率的十倍,
例如若切换频率为 1.6MHz,则SRF至少需 16MHZ。
我们可知电感在低频时,完全是个电阻,其阻抗由 DCR 控制,
若 DCR 太大,
会使得电源走线的IR Drop变大
使收发器的供给电压变小导致DA线性度下降
以至于收发器发射端的Performance变差 因此DCR 越小越好

\
而电感值过大,会因绕线圈数变多,导致DCR变大,因此需选取适当电感值。
而非一味加大。
而有加 Shielding 的功率电感,DCR 较小,且可以防止EMI,同时也可避免与邻近金属耦合。

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否则没加Shielding 的功率电感 有可能会使其Switching Noise透过邻近金属
以传导方式耦合到收发器的电源 或是直接以辐射的方式
直接打到收发器的电源走线并与主频产生Intermodulation
亦即主频两旁正负1.6 MHz的调制谱突起而PA是最主要的非线性贡献者
若调制谱在PA输入端就已经不好了 则PA输出当然只会更差

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另外,当流经电流过大时,则电感值会下降,
而电感值下降30%之流经电流,我们定义为饱和电流,
此时亦可称该功率电感进入饱和状态。

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而进入饱和状态的功率电感,相当于一根导线,几乎没有稳定电流的作用,
其涟波会变非常大,因此饱和电流为判定功率电感线性度的指针,
当然是越大越好,一般至少需为流经电流之1.3倍。

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所以简单讲
EPC越小越好SRF越大越好DCR越小越好
有加Shielding比没加的好
饱和电流越大越好
至于L值因为值越大 Ripple越小但会加大DCR导致IR Drop变大
所以L值要适当过大过小都不好
因此你可以确认一下换上去的功率电感
跟原来的功率电感 是否这六个参数有所不同?
至于Layout有无影响 ?当然有
下图L1301就是所谓的功率电感 用来稳定电流
换景说PMIC到L1301这段电源走线的电流
会非常不稳定(因为尚未经过L1301) 有很强的EMI干扰
因此确实要越短越好最好是直接PMIC一出来
就直接接L1301
也因此PMIC到L1301这段电源走线 要远离RF走线

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另外因为DCDC输出的电源的底噪特别大而且会有瞬时电流 (因为Switching Mode)
因此需要C1302来稳压 使瞬时电流都流到GND
所以L1301到C1302的电源走线 也是越短越好
避免瞬时电流透过其他路径耦合或乱窜
要注意的是也因为C1302是负责使瞬时电流都流到GND
所以其GND Pad不可与其他IC的GND共地
也不可以跟其他IC的落地电容共地
否则瞬时电流会透过其共地
来干扰其他IC尤其是PA

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而功率电感下方要挖空,不要有金属,避免产生额外的EPC,导致电感性的频率范围缩减。

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其他详细原理可参照

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在此就不赘述

感谢criterion的回复。

criterion 对于每个问题都能弄出一个课题让大家学习。真是佩服啊!

haotie

不错,学习了

学习了!底子扎实啊。

学习了,真的好好,谢谢

深入浅出的分析,criterion 不错

学习 学习啊

criterion万岁

gao'tie

申明:网友回复良莠不齐,仅供参考。

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