【导读】拥有无线通信设备的便携式终端上，出现因PMIC的杂波引起的系统内EMC的问题，因此杂波对策必不可少。本文中介绍了有关系统内EMC的PMIC的杂波对策，以及使用杂波对策元器件时的注意事项及对策事例。
近几年，在以智能手机为代表的高性能便携式终端的电源电路部分中，将DC-DC变频器、低耗电功能、保护电路功能等多种功能容纳在1块芯片的PMIC中。对该PMIC要求电压/电流的多样化、小型/薄型化、低耗电化、外围电路的简单化等，随着这些需求，开关频率的高频化、低压驱动化正在不断向前推进。
另外，在拥有无线通信设备的便携式终端上，出现因PMIC的杂波引起的系统内EMC的问题，因此杂波对策必不可少。系统内EMC系指“自家中毒”，即设备内部的杂波干扰问题。在此特指在模拟/数字电路的杂波引起对无线电通信的干扰，抑击接收灵敏度。
通过追加杂波对策元器件能够有效抑制PMIC的杂波，但另一方面，有时会对PMIC的动作产生影响。为此，在实施杂波对策，在确认能够抑制杂波的同时，必须维持PMIC的稳定动作。因此，村田提出了能够兼顾抑制杂波和PMIC稳定动作的杂波对策解决方案。
在本文中介绍了有关系统内EMC的PMIC的杂波对策，以及使用杂波对策元器件时的注意事项及对策事例。
PMIC的杂波对策
为解决系统内EMC的问题、首先必须掌握杂波的干扰机理(传播路径)。智能手机等在杂波源发生接收灵敏度抑制时的代表性机理按如下所示（图1）。
●路径1：传导至LCD供电线的PMIC杂波会产生辐射，干扰到RF天线
●路径2：从PMIC的电池充电器部分与AC适配器之间的电源线辐射出的PMIC杂波，干扰到RF天线
●路径3：PMIC杂波通过给RF电源供电线路直接传导
实际由项目②的干扰机理引起的接收灵敏度抑制的事例如图2所示。
作为PMIC的杂波对策，主要使用的对策元器件为铁氧体磁珠、片状”EMIFIL”(3端子电容器)、低ESL电容器(LW逆转电容器)(图3)。
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追加这些杂波对策元器件的位置通常为杂波源，即最好在靠近PMIC的位置采取对策，由于组件的结构等情况而难于在杂波源采取对策时，对杂波的辐射源采取杂波对策比较有效。
另外，PMIC与以往的DC-DC变频器不同，多路DC-DC变频，加上低耗电功能、充电器IC功能等多种功能，有时需要针对多个部位采取对策。图4表示在PMIC的输出侧追加村田的3端子电容器(NFM15PC系列4.7μF产品。关于元器件的概要，参照图6)后的对策效果。可以看到从数MHc到2500MHz以上的宽频带范围杂波得到了抑制。另外，作为辅助效果，还可以看到在实施杂波对策前后。PMIC的输出侧的电压变动(峰值杂波)也得到了抑制。
图5表示在实际的智能手机上实施PMIC杂波对策而改善接收灵敏度抑制(GSM850)的事例。按照图4的杂波抑制效果，可以看到接收灵敏度抑制也得到改善。另外，使用该杂波对策事例的村田制造的3端子电容器(NFM15PC系列4.7μF产品)在实现小型的0402尺寸的同时。也实现了额定电流2A〔DC)，及到高频范围的高哀减特性。是很有效的针对DC电源线路用杂波对策元器件。元器件概要如图6所示。
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实施PMIC杂波对策时的注意事项(维持稳定动作)
如果仅用抑制PMIC这一方面吸引顾客，可以说最好追加插入损失大的杂波对策元器件。但是，在实施杂波对策时，还必须注意从3-1到3-5所示的作为PMIC稳定动作指标的项目。特别是3-1和3-2，由于受杂波对策元器件的影响大，选定时必须注意。3-3和3-4因为受杂波对策元器件的影响小，可以仅作为参考。
3-1 电源转换效率
根据图7所示的原理，杂波对策所使用的杂波对策元器件的直流电阻(Remi)所产生的电压降而引起电源转换效率下降。因此，特别是输出电压低，负载电流大时，由直流电阻引起的明显电压降，导致电源转换效率大幅度下降。因此。根据PMIC的使用条件，需要在注意直流电阻的同时，来选定品名。
3-2 负载变动特性
在初期所使用的功率电感器和杂波对策元器件的电感值接近时，载变动特性因杂波对策元器件的电感值而劣化。可能会发生超过初始状态的电压下降或上升。特别是通过速率大时(高速变动时)。会出现负载变动特性劣化的倾向。因此，应考 虑PMIC的使用条件而选定品名。
3-3 相位增益特性
对杂波对策元器件的相位增益特性的影响小。但是，杂波对策元器件的常数(这种情况为直流电阻、电感值、静电电容值)、追加部位不同，会对相位补偿电路产生影响，PMIC产生振荡，有时会引起不稳定动作。因此，应尽可能使用各常数小的品名，尽量使杂波对策元器件的追加部位远离相位补偿电路，并且最好位于反馈线路的后面。但是，在面向携带式设备的PMIC上，反馈线路包括在IC内部，有时不能评估相位增益特性的情况较多。
3-4 负载应答
对杂波对策元器件的负载应答的影响小。如果杂波对策元器件的常数(电容值、电感值)相对初期使用的平滑电容器、功率电感器大致在1/10以下的话，对杂波对策元器件的负载应答的影响小。
总结
如上所述，在以智能手机为代表的高性能携带式终端上，由PMIC的杂波引起的系统内EMC的问题正在明显化。为解决该问题，不仅需要掌握杂波的干扰机理(传播路径)，抑制内杂波，维持PMIC的稳定动作亦极为重要。
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