Murata 噪声抑制Qi标准电源模块

无线电源模块中的噪声问题

对无线供电时语音通信接收灵敏度是否降低进行了研究。通过无线供电时，确定800MHz频段的接收灵敏度降低了。在所有频率下，接收灵敏度也都同样降低了。

噪声产生/噪声传播机制

由于Murata的噪声识别研究，它提出了一个可能在接收器模块中产生噪声的机制。

有两个主要噪声源。
第一个噪声源是充电器。
第二个来源是接收器IC，它位于接收器模块中。

该噪声被怀疑直接从接收器模块板发出，或者可能流经电源线或接地线并从智能手机板或电线发出。天线收到时，该噪声会降低接收灵敏度。

无线接收器模块简化等效电路示意图
噪声源： (1) 充电器（流入接收器线圈），(2) 接收器IC
传播模式： (1) 发射自接收器模块板，(2) 流经电源/接地线 → 发射自从智能手机板或线

充电器发出噪声，接收器模块内产生噪声。

注：标准规定电容器与充电器的发射器线圈串联安装，电容器与接收器模块的接收器线圈串联和并联安装。接收器IC后面的电容器是整流电容器。传播模式 (2) 中的电线是指连接接收器模块和智能手机的电线以及智能手机中的电线。

无线接收器模块噪声抑制措施示意图

噪声抑制措施

然后，Murata研究了无线接收器模块的简单等效电路（噪声抑制电路）。

噪声抑制电路
铁氧体磁珠安装在接收器线圈基座（两个位置），如图1（下方）所示。因此，可以防止从充电器发出并流到接收器线圈的噪声在接收器模块内传播。

铁氧体磁珠安装在连接至智能手机的电源线路和接地线路中。因此，可防止来自接收器IC的噪声流入智能手机。

Murata建议使用 BLM15PD800SN1 铁氧体磁珠，其尺寸紧凑，支持大电流。

无线接收器模块的简单等效电路（噪声抑制措施）

以下噪声抑制措施可提高语音通信的接收灵敏度。
(1)在接收器线圈基座安装铁氧体磁珠（Murata推荐BLM15PD800SN1）
(2) 在连接智能手机的电源线上安装铁氧体磁珠（Murata推荐BLM15PD800SN1）
(3) 在连接智能手机的接地线上安装铁氧体磁珠（Murata推荐BLM15PD800SN1）

措施 (1) 对发射自充电器流入接收器线圈的噪声有效。
措施 (2) 和 (3) 对接收器IC中产生的噪声有效。

注意：如果充电器发出的磁通泄漏较大，仅接收器侧的噪声抑制措施可能无法提高接收灵敏度。还必须在充电器上全面实施噪声抑制措施。此外，如果充电器产生的磁通泄漏较大，则发射器线圈发出的噪声将直接流入天线。因此，使用铁氧体磁珠的措施将无效。 这种情况下，电磁波吸收板可以扩展到接收线圈之外（好像是粘合到整个外壳），防止噪声流入天线，提高接收灵敏度。

对电路谐振频率的影响

Murata研究了上图中噪声抑制措施是否对充电器运行产生负面影响。

这是一个问题，因为如果安装铁氧体磁珠时改变电路（接收器线圈+串联电容器、接收器线圈+串联电容器+并联电容器）形成的阻抗特性，功率的传输和接收也会发生变化。

Qi标准中规定：
接收器线圈 + 串联电容器的谐振频率范围 = 100kHz +5% -10%
接收器线圈 + 串联电容器 + 并联电容器的谐振频率范围 = 1000kHz ±10%

Murata计算了安装铁氧体磁珠时电路（本示例中的接收器线圈+串联电容器）的阻抗特性如何变化。该计算假定电感值和电容值是两种不同类型。

条件 (1)：发射器线圈 = 25uH、串联C = 100nF
条件 (2)：发射器线圈 = 10uH、串联C = 250nF

条件 (1) 是为评估规定的系统设定的实际测量值，条件 (2) 设置是为了使电感降至上述值的一半以下。（这是因为随着发射器线圈电感的减小，铁氧体磁珠的影响变得更加明显。）

Murata确定安装铁氧体磁珠不会影响电路的阻抗特性。因此，Murata认为即使安装了铁氧体磁珠，它们对充电器运行的影响也很小。

注：与接收器线圈的电感值（约10uH至20uH）相比，BLM15PD800SN1的L值仅为210nH（LCR仪表测量的实际值），因此可以说谐振频率保持不变。

噪声抑制措施的效果

Murata在实施上一节所述的噪声抑制措施时，以无线方式供电的情况下评估接收灵敏度。

因此，所有频率的接收灵敏度均得到改进。在该样品评估中，接收灵敏度提高了5dB，无线供电时接收灵敏度下降为零。

使用铁氧体磁珠的噪声抑制措施大大提高了接收灵敏度。

接收器模块噪声抑制措施摘要

无线接收器模块的噪声问题
充电器产生的噪声从发射器线圈流入接收器线圈，无线电路的插入降低了无线电路的接收灵敏度。

噪声抑制措施
如下所示，实施的噪声抑制措施是在接收器电路中使用铁氧体磁珠，提高无线电路的接收灵敏度。
(1) 在接收器线圈基座安装铁氧体磁珠（Murata推荐 BLM15PD800SN1）
(2) 在连接智能手机的电源线上安装铁氧体磁珠（Murata推荐BLM15PD800SN1）
(3) 在连接智能手机的接地线上安装铁氧体磁珠（Murata推荐BLM15PD800SN1）

无线发射器模块的噪声抑制措施
继接收器模块之后，Murata研究了发射器模块中必须抑制的噪声。在发射器模块中，用于向发射器线圈提供交流电的逆变器是一个噪声源。发射自电源电缆的噪声成为外部发射噪声的一个主要问题，流入发射器线圈侧的噪声是从外部发射的，导致智能手机单元的接收灵敏度降低。
因此，Murata建议采取噪声抑制措施，以防止噪声排放和防止接收的灵敏度下降。

发射噪声： (1) 发射器线圈和 (2) 电源电缆
接收灵敏度： (1) 发射器线圈

首先，Murata实施了防止排放噪声的措施。其中包括从逆变器泄漏到电源电缆侧的噪声和泄漏到发送器侧的噪声。每个位置均安装有噪声抑制电路。（抑制措施 (1) 和 (2)）

由于排放噪声主要由共模发射的噪声组成，因此使用共模扼流线圈。另外还使用线路旁路电容器，因为发射器线圈侧包含大量高频噪声。

接下来，Murata实施了防止接收灵敏度下降的措施。噪声抑制措施的实施方式与发射线圈侧的措施相同，防止排放噪声。采用共模扼流线圈和线路旁路电容器。因此，接收灵敏度提高了12dB。

结语

对发射器模块噪声抑制措施的总结：
•  发射器模块的逆变器是一种噪声源，是流入和发射到电源电缆侧和发射器线圈侧的噪声，导致排放噪声和接收灵敏度降低。
•在逆变器电源电缆侧和发射器线圈侧安装了由共模扼流圈和电容器组成的滤波器，以抑制排放噪声，防止接收的灵敏度下降。

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