近幾年，在以智能手機(jī)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(hù)電路功能等多種功能容納在1塊芯片的PMIC中。對該P(yáng)MIC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(guān)頻率的高頻化、低壓驅(qū)動化正在不斷向前推進(jìn)。

另外，在擁有無線通信設(shè)備的便攜式終端上，出現(xiàn)因PMIC的雜波引起的系統(tǒng)內(nèi)EMC的問題，因此雜波對策必不可少。系統(tǒng)內(nèi)EMC系指“自家中毒”，即設(shè)備內(nèi)部的雜波干擾問題。在此特指在模擬/數(shù)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(chǎn)生影響。為此，在實(shí)施雜波對策，在確認(rèn)能夠抑制雜波的同時，必須維持PMIC的穩(wěn)定動作。因此，村田提出了能夠兼顧抑制雜波和PMIC穩(wěn)定動作的雜波對策解決方案。

在本文中介紹了有關(guān)系統(tǒng)內(nèi)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(tǒng)內(nèi)EMC的問題、首先必須掌握雜波的干擾機(jī)理(傳播路徑)。智能手機(jī)等在雜波源發(fā)生接收靈敏度抑制時的代表性機(jī)理按如下所示（圖1）。
●路徑1：傳導(dǎo)至LCD供電線的PMIC雜波會產(chǎn)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(dǎo)

實(shí)際由項目②的干擾機(jī)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(cè)追加村田的3端子電容器(NFM15PC系列4.7μF產(chǎn)品。關(guān)于元器件的概要，參照圖6)后的對策效果。可以看到從數(shù)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(shí)施雜波對策前后。PMIC的輸出側(cè)的電壓變動(峰值雜波)也得到了抑制。

圖5表示在實(shí)際的智能手機(jī)上實(shí)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(chǎn)品)在實(shí)現(xiàn)小型的0402尺寸的同時。也實(shí)現(xiàn)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(shí)施PMIC雜波對策時的注意事項(維持穩(wěn)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(shí)施雜波對策時，還必須注意從3-1到3-5所示的作為PMIC穩(wěn)定動作指標(biāo)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?yàn)槭茈s波對策元器件的影響小，可以僅作為參考。

3-1 電源轉(zhuǎn)換效率


根據(jù)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(chǎn)生的電壓降而引起電源轉(zhuǎn)換效率下降。因此，特別是輸出電壓低，負(fù)載電流大時，由直流電阻引起的明顯電壓降，導(dǎo)致電源轉(zhuǎn)換效率大幅度下降。因此。根據(jù)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(fù)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(fā)生超過初始狀態(tài)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(xiàn)負(fù)載變動特性劣化的傾向。因此，應(yīng)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(shù)(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(bǔ)償電路產(chǎn)生影響，PMIC產(chǎn)生振蕩，有時會引起不穩(wěn)定動作。因此，應(yīng)盡可能使用各常數(shù)小的品名，盡量使雜波對策元器件的追加部位遠(yuǎn)離相位補(bǔ)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(shè)備的PMIC上，反饋線路包括在IC內(nèi)部，有時不能評估相位增益特性的情況較多。

3-4 負(fù)載應(yīng)答

對雜波對策元器件的負(fù)載應(yīng)答的影響小。如果雜波對策元器件的常數(shù)(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(fù)載應(yīng)答的影響小。

總結(jié)

如上所述，在以智能手機(jī)為代表的高性能攜帶式終端上，由PMIC的雜波引起的系統(tǒng)內(nèi)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(jī)理(傳播路徑)，抑制內(nèi)雜波，維持PMIC的穩(wěn)定動作亦極為重要。

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