【導讀】擁有無線通信設備的便攜式終端上，出現因PMIC的雜波引起的系統內EMC的問題，因此雜波對策必不可少。本文中介紹了有關系統內EMC的PMIC的雜波對策，以及使用雜波對策元器件時的注意事項及對策事例。
近幾年，在以智能手機為代表的高性能便攜式終端的電源電路部分中，將DC-DC變頻器、低耗電功能、保護電路功能等多種功能容納在1塊芯片的PMIC中。對該PMIC要求電壓/電流的多樣化、小型/薄型化、低耗電化、外圍電路的簡單化等，隨著這些需求，開關頻率的高頻化、低壓驅動化正在不斷向前推進。
另外，在擁有無線通信設備的便攜式終端上，出現因PMIC的雜波引起的系統內EMC的問題，因此雜波對策必不可少。系統內EMC系指“自家中毒”，即設備內部的雜波干擾問題。在此特指在模擬/數字電路的雜波引起對無線電通信的干擾，抑擊接收靈敏度。
通過追加雜波對策元器件能夠有效抑制PMIC的雜波，但另一方面，有時會對PMIC的動作產生影響。為此，在實施雜波對策，在確認能夠抑制雜波的同時，必須維持PMIC的穩定動作。因此，村田提出了能夠兼顧抑制雜波和PMIC穩定動作的雜波對策解決方案。
在本文中介紹了有關系統內EMC的PMIC的雜波對策，以及使用雜波對策元器件時的注意事項及對策事例。
PMIC的雜波對策
為解決系統內EMC的問題、首先必須掌握雜波的干擾機理(傳播路徑)。智能手機等在雜波源發生接收靈敏度抑制時的代表性機理按如下所示（圖1）。
●路徑1：傳導至LCD供電線的PMIC雜波會產生輻射，干擾到RF天線
●路徑2：從PMIC的電池充電器部分與AC適配器之間的電源線輻射出的PMIC雜波，干擾到RF天線
●路徑3：PMIC雜波通過給RF電源供電線路直接傳導
實際由項目②的干擾機理引起的接收靈敏度抑制的事例如圖2所示。
作為PMIC的雜波對策，主要使用的對策元器件為鐵氧體磁珠、片狀”EMIFIL”(3端子電容器)、低ESL電容器(LW逆轉電容器)(圖3)。
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追加這些雜波對策元器件的位置通常為雜波源，即最好在靠近PMIC的位置采取對策，由于組件的結構等情況而難于在雜波源采取對策時，對雜波的輻射源采取雜波對策比較有效。
另外，PMIC與以往的DC-DC變頻器不同，多路DC-DC變頻，加上低耗電功能、充電器IC功能等多種功能，有時需要針對多個部位采取對策。圖4表示在PMIC的輸出側追加村田的3端子電容器(NFM15PC系列4.7μF產品。關于元器件的概要，參照圖6)后的對策效果。可以看到從數MHc到2500MHz以上的寬頻帶范圍雜波得到了抑制。另外，作為輔助效果，還可以看到在實施雜波對策前后。PMIC的輸出側的電壓變動(峰值雜波)也得到了抑制。
圖5表示在實際的智能手機上實施PMIC雜波對策而改善接收靈敏度抑制(GSM850)的事例。按照圖4的雜波抑制效果，可以看到接收靈敏度抑制也得到改善。另外，使用該雜波對策事例的村田制造的3端子電容器(NFM15PC系列4.7μF產品)在實現小型的0402尺寸的同時。也實現了額定電流2A〔DC)，及到高頻范圍的高哀減特性。是很有效的針對DC電源線路用雜波對策元器件。元器件概要如圖6所示。
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實施PMIC雜波對策時的注意事項(維持穩定動作)
如果僅用抑制PMIC這一方面吸引顧客，可以說最好追加插入損失大的雜波對策元器件。但是，在實施雜波對策時，還必須注意從3-1到3-5所示的作為PMIC穩定動作指標的項目。特別是3-1和3-2，由于受雜波對策元器件的影響大，選定時必須注意。3-3和3-4因為受雜波對策元器件的影響小，可以僅作為參考。
3-1 電源轉換效率
根據圖7所示的原理，雜波對策所使用的雜波對策元器件的直流電阻(Remi)所產生的電壓降而引起電源轉換效率下降。因此，特別是輸出電壓低，負載電流大時，由直流電阻引起的明顯電壓降，導致電源轉換效率大幅度下降。因此。根據PMIC的使用條件，需要在注意直流電阻的同時，來選定品名。
3-2 負載變動特性
在初期所使用的功率電感器和雜波對策元器件的電感值接近時，載變動特性因雜波對策元器件的電感值而劣化。可能會發生超過初始狀態的電壓下降或上升。特別是通過速率大時(高速變動時)。會出現負載變動特性劣化的傾向。因此，應考 慮PMIC的使用條件而選定品名。
3-3 相位增益特性
對雜波對策元器件的相位增益特性的影響小。但是，雜波對策元器件的常數(這種情況為直流電阻、電感值、靜電電容值)、追加部位不同，會對相位補償電路產生影響，PMIC產生振蕩，有時會引起不穩定動作。因此，應盡可能使用各常數小的品名，盡量使雜波對策元器件的追加部位遠離相位補償電路，并且最好位于反饋線路的后面。但是，在面向攜帶式設備的PMIC上，反饋線路包括在IC內部，有時不能評估相位增益特性的情況較多。
3-4 負載應答
對雜波對策元器件的負載應答的影響小。如果雜波對策元器件的常數(電容值、電感值)相對初期使用的平滑電容器、功率電感器大致在1/10以下的話，對雜波對策元器件的負載應答的影響小。
總結
如上所述，在以智能手機為代表的高性能攜帶式終端上，由PMIC的雜波引起的系統內EMC的問題正在明顯化。為解決該問題，不僅需要掌握雜波的干擾機理(傳播路徑)，抑制內雜波，維持PMIC的穩定動作亦極為重要。
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