在電路設(shè)計(jì)與PCB布板中，我們常常因?yàn)镋MC問(wèn)題反復(fù)整改，有可能整個(gè)板子都要重新設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)前期如果有問(wèn)題損失成本和時(shí)間較少，在設(shè)計(jì)后期或已經(jīng)小批量損失的成本將成倍增長(zhǎng)。良好的布局不會(huì)增加成本，反而會(huì)節(jié)省濾波器、屏蔽、PCB板等成本以及EMC測(cè)試時(shí)間。下面和大家分享一些EMC的一些改善技巧，以及比較容易上手的產(chǎn)品及方案。

一、 EMC基礎(chǔ)

（1）.EMI，全稱為：Electromagnetic Interference，即電磁干擾，指電子設(shè)備在自身工作過(guò)程中產(chǎn)生的電磁波，對(duì)外發(fā)射并對(duì)設(shè)備其它部分或外部其它設(shè)備造成干擾。

（2）.EMS，全稱為：Electromagnetic Susceptibility，即電磁敏感度，指電子設(shè)備受電磁干擾的敏感程度。

（3）.EMC，全稱為:Electromagnetic Compatibility，即電磁兼容性，要求電源模塊等電子設(shè)備內(nèi)部沒(méi)有嚴(yán)重的干擾源及設(shè)備，或電源系統(tǒng)有較好的抗干擾能力。

干擾源通過(guò)，導(dǎo)體，電場(chǎng)，磁場(chǎng)，高頻輻射來(lái)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

干擾源：

• l 高頻開(kāi)關(guān)電源
• l 射頻設(shè)備
• l 閃電，雷擊，雷爆。
• l 高壓傳輸線

傳輸路徑

• l 導(dǎo)體：電源，大地，導(dǎo)線的串?dāng)_。
• l 電場(chǎng)：寄生電容
• l 磁場(chǎng)：寄生電感
• l 輻射：高頻，

易受影響的系統(tǒng)

• l 數(shù)字系統(tǒng)：MCU，復(fù)位電路，邏輯電路
• l 低壓小信號(hào)傳感器
• l 收發(fā)器

二、 下面介紹一下布局要點(diǎn)及應(yīng)用實(shí)例

（圖1）

• 如（圖1）當(dāng)開(kāi)關(guān)管在切換時(shí)，紅色環(huán)路切換到藍(lán)色環(huán)路時(shí)，綠色環(huán)路會(huì)有很高的電流跳變，當(dāng)綠色環(huán)路面積比較大時(shí)會(huì)產(chǎn)生比較大的寄生電感，電流在這個(gè)電感中是沒(méi)有辦法突變的，電流就會(huì)在這個(gè)電感上產(chǎn)生很高的電壓尖峰，這些尖峰就會(huì)施加在這個(gè)開(kāi)關(guān)管上，這樣就會(huì)增加開(kāi)關(guān)管被擊穿的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也會(huì)向周邊耦合一些噪聲影響周邊電路的正常運(yùn)行。
• （圖1）中綠色環(huán)路的電流為最高的EMI環(huán)路，綠色環(huán)路也被稱為熱環(huán)路，他具有最高的電流和EMI能量，如果要減小EMI提高性能，需要減少綠色環(huán)路的面積。使用用多層板增加屏蔽層，減少走線距離，可以減少熱環(huán)路EMI噪聲。

下面我們看一下XXX轉(zhuǎn)換器。

（圖2）

（圖3）

• （圖2）綠環(huán)路是頂層的熱回路。電流流經(jīng)輸入電容和開(kāi)關(guān)部件。
• 從（圖3）可以看出，縮減電容兩腳的間距減少熱回路，我們可以通過(guò)用兩顆電容替換一顆大容或者使用大容量小體積的電容，這樣距離會(huì)更近些，內(nèi)阻也會(huì)更小。
• 從EMI的角度看，熱環(huán)路越小越好，所以內(nèi)置同步開(kāi)關(guān)的控制器方案優(yōu)于外置肖特基二極管或MOSFET的方案。

功率元件布局要點(diǎn)

BUCK（圖4）

（圖5）

（圖4）中buck當(dāng)開(kāi)關(guān)管QT導(dǎo)通，QB關(guān)斷時(shí)的電流走的是紅色路徑，當(dāng)開(kāi)關(guān)管QT關(guān)斷，QB導(dǎo)通電流走藍(lán)色路徑。所以他的熱回路就在兩個(gè)開(kāi)關(guān)管和輸入電容之間如（圖5）a所示。從圖中可以看出這個(gè)熱回路會(huì)引起一個(gè)震蕩。在布PCB板時(shí)要注意，必須要在兩個(gè)開(kāi)關(guān)管之間放一個(gè)0.1uf~10uf陶瓷電容,盡量讓兩個(gè)開(kāi)關(guān)管與這個(gè)電容在板子上形成的回路最小。

BOOST（圖6）

（圖7）

（圖6）中當(dāng)開(kāi)關(guān)管開(kāi)通時(shí)電流走藍(lán)色環(huán)路流經(jīng)開(kāi)關(guān)管。當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電流走紅色環(huán)路流經(jīng)二極管。和BUCK一樣布局走線時(shí)開(kāi)關(guān)管、二極管、輸出電容形成的回路越小越好。

（圖8）

在布PCB板時(shí)我們常用的一個(gè)設(shè)置就是覆銅，如（圖8）a中它是一個(gè)軟件默認(rèn)的設(shè)置，這種設(shè)置為了防止PCB板在焊接時(shí)，因散熱過(guò)快，而導(dǎo)致虛焊，這種現(xiàn)象在開(kāi)關(guān)電源中是不希望被看到的，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源的電流通常較大。而且（圖8）a中那種導(dǎo)線連接方式可能會(huì)導(dǎo)致串?dāng)_。同時(shí)完全覆蓋這種方式也有助于散熱，減小導(dǎo)線的阻抗如（圖8）a所示。

（圖9）

如（圖9）左邊是一個(gè)不好的布局。因?yàn)镈C/DC#1、DC/DC#2、輸入電源同時(shí)共用一個(gè)電源地，這就會(huì)導(dǎo)致當(dāng)輸入電源、DC/DC#1、DC/DC#2任何一個(gè)電源有干擾時(shí)其他幾個(gè)電源都會(huì)有影響，而且DC/DC#1、DC/DC#2輸入端都沒(méi)有去耦電容，這就有可能導(dǎo)致輸出會(huì)有一定的尖峰。正確的做法如（圖9）左邊這幅圖所示。

（圖10）

門(mén)極驅(qū)動(dòng)的環(huán)路一定要小，如果過(guò)大就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)比較大的電感，從而產(chǎn)生震蕩，而且這個(gè)震蕩會(huì)被MOSFET放大。所以門(mén)極驅(qū)動(dòng)與地的環(huán)路盡量要小，盡量采用差分走線。

（圖11）

（圖11）中電流采樣單路要使用差分走線，不要使用單端走線，單端走線容易產(chǎn)生比較大的寄生電感。

（圖12）

在開(kāi)關(guān)電源布PCB板時(shí)需要將功率地與信號(hào)地隔離或者采用單點(diǎn)接地

的方式連接這種方式用的也相對(duì)較多，連接方式如（圖12）所示。如果不采用單點(diǎn)接地或者隔離的方式連接，采用大面積覆銅的方式，那么功率地上存在的一些大的浪涌會(huì)直接影響到信號(hào)基準(zhǔn)有可能會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)不穩(wěn)。

三、 電源PCB布局的一些總結(jié)和建議

1. 數(shù)字地模擬地分離，電源地和信號(hào)地分離。信號(hào)地與電源地采用單點(diǎn)接地連接。
2. 原理圖中大電流走線特殊標(biāo)注，方便畫(huà)板工程師布線。
3. 控制電路的放置位置：1.遠(yuǎn)離開(kāi)關(guān)電源2.降壓控制靠近輸出側(cè)3.升壓電路靠近輸入側(cè)。如果空間允許，將控制遠(yuǎn)離電感及開(kāi)關(guān)元件，如果空間受限制，必須將控制器的地與功率元件的地隔離開(kāi)
4. 如果數(shù)字芯片和模擬芯片有單獨(dú)的信號(hào)和電源地，應(yīng)單獨(dú)走線。
5. PCB為了更好的散熱，GND區(qū)域應(yīng)多放過(guò)孔。
6. 開(kāi)關(guān)器件遠(yuǎn)離敏感小信號(hào)走線，如果是多層板，可以走不同層，用內(nèi)部接地，屏蔽噪聲。