アプリケーションノート

ワイヤレス給電においてどのようなノイズ問題が発生するかを調査した結果、放射エミッションの増大と、無線通信の受信感度抑圧が発生することがわかりました。

放射エミッションとして観測されるノイズは、主に充電器の電源ケーブルから放射します。また、無線通信の受信感度に影響を与えるノイズは、充電器のコイルからの放射が支配的ですが、充電器の回路基板から放射する場合もあります。これらから放射されたノイズがスマートフォンのアンテナに結合することにより、受信感度抑圧が発生します。ノイズの種類としては、ノーマルモードノイズ^*3とコモンモードノイズ^*4の両方が存在しています。このため、ノーマルモードノイズ、コモンモードノイズ両方の対策が必要となります。

無線通信の受信感度抑圧の対策には、CMCC「DLW5BTM251SQ2」とアクロス･ザ･ライン･コンデンサ (以下Xコン) として低ESL (等価直列インダクタンス) タイプの「LLL185R71H222MA01」をインバーターの直後に実装することが有効です。このとき、インバーターとCMCCの距離が離れてしまうと、回路基板からノイズが放射する場合があります。充電器のレイアウト上、どうしてもインバーターとCMCCの距離が離れてしまう場合は、追加でインバーターの直後にライン･バイパス･コンデンサ (以下Yコン) として「LLL185R71H222MA01」を実装することで解決できます。これらのノイズ対策により、図3の赤線のように、音声･データ通信の受信感度を最大で13dB改善し、充電なしと同等の受信感度を実現できることがわかりました。

放射エミッションの対策として使用する「DLW5BTM142SQ2」は、5mm×5mm (t=0.235mm/max) と小型･低背ながら、図6に示すように30MHzのコモンモードインピーダンスが530Ω、100MHzのコモンモードインピーダンスが1650Ωと、放射エミッションの対策が必要な周波数帯において非常に優れたノイズ除去性能を実現しています。

無線通信の受信感度抑圧の対策として推奨する「DLW5BTM251SQ2」も同様に、5mm×5mm (t=0.235mm/max) と小型･低背ながら、5Aと高い定格電流を実現し、かつ、図6に示すように200MHzのコモンモードインピーダンスが400Ω、1000MHzのコモンモードインピーダンスが200Ωと、受信感度抑圧の対策が必要な全ての周波数帯で高いノイズ除去性能を実現しています。また、XコンおよびYコンとして使用する「LLL185R71H222MA01」は、LW逆転コンデンサと呼ばれる低ESLタイプのコンデンサで、0.8mm×1.6mm (t=0.5mm) と小型･低背ながら、図7に示すように200MHzのインピーダンスが0.30Ω、1000MHzのインピーダンスが0.55Ωと、高周波数まで低インピーダンス特性を維持しており、受信感度抑圧の対策が必要な全ての周波数帯で高いノイズ除去性能を実現しています。

このように、除去したいノイズの種類や、周波数に適したノイズ対策部品を使用することで、ワイヤレス給電のノイズ問題を解決することができます。