在電路設(shè)計(jì)與PCB布板中，我們常常因?yàn)镋MC問題反復(fù)整改，有可能整個板子都要重新設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)前期如果有問題損失成本和時間較少，在設(shè)計(jì)后期或已經(jīng)小批量損失的成本將成倍增長。良好的布局不會增加成本，反而會節(jié)省濾波器、屏蔽、PCB板等成本以及EMC測試時間。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)備在自身工作過程中產(chǎn)生的電磁波，對外發(fā)射并對設(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，導(dǎo)體，電場，磁場，高頻輻射來影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
干擾源：
- l 高頻開關(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：寄生電容
- l 磁場：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)開關(guān)管在切換時，紅色環(huán)路切換到藍(lán)色環(huán)路時，綠色環(huán)路會有很高的電流跳變，當(dāng)綠色環(huán)路面積比較大時會產(chǎn)生比較大的寄生電感，電流在這個電感中是沒有辦法突變的，電流就會在這個電感上產(chǎn)生很高的電壓尖峰，這些尖峰就會施加在這個開關(guān)管上，這樣就會增加開關(guān)管被擊穿的風(fēng)險(xiǎn)，同時也會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，這樣距離會更近些，內(nèi)阻也會更小。
- 從EMI的角度看，熱環(huán)路越小越好，所以內(nèi)置同步開關(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)開關(guān)管QT導(dǎo)通，QB關(guān)斷時的電流走的是紅色路徑，當(dāng)開關(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開關(guān)管和輸入電容之間如（圖5）a所示。從圖中可以看出這個熱回路會引起一個震蕩。在布PCB板時要注意，必須要在兩個開關(guān)管之間放一個0.1uf~10uf陶瓷電容,盡量讓兩個開關(guān)管與這個電容在板子上形成的回路最小。
BOOST（圖6）
（圖7）
（圖6）中當(dāng)開關(guān)管開通時電流走藍(lán)色環(huán)路流經(jīng)開關(guān)管。當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時，電流走紅色環(huán)路流經(jīng)二極管。和BUCK一樣布局走線時開關(guān)管、二極管、輸出電容形成的回路越小越好。
（圖8）
在布PCB板時我們常用的一個設(shè)置就是覆銅，如（圖8）a中它是一個軟件默認(rèn)的設(shè)置，這種設(shè)置為了防止PCB板在焊接時，因散熱過快，而導(dǎo)致虛焊，這種現(xiàn)象在開關(guān)電源中是不希望被看到的，因?yàn)殚_關(guān)電源的電流通常較大。而且（圖8）a中那種導(dǎo)線連接方式可能會導(dǎo)致串?dāng)_。同時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）左邊是一個不好的布局。因?yàn)镈C/DC#1、DC/DC#2、輸入電源同時共用一個電源地，這就會導(dǎo)致當(dāng)輸入電源、DC/DC#1、DC/DC#2任何一個電源有干擾時其他幾個電源都會有影響，而且DC/DC#1、DC/DC#2輸入端都沒有去耦電容，這就有可能導(dǎo)致輸出會有一定的尖峰。正確的做法如（圖9）左邊這幅圖所示。
（圖10）
門極驅(qū)動的環(huán)路一定要小，如果過大就會產(chǎn)生一個比較大的電感，從而產(chǎn)生震蕩，而且這個震蕩會被MOSFET放大。所以門極驅(qū)動與地的環(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）
在開關(guān)電源布PCB板時需要將功率地與信號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直接影響到信號基準(zhǔn)有可能會造成整個系統(tǒng)不穩(wěn)。
三、 電源PCB布局的一些總結(jié)和建議
- 數(shù)字地模擬地分離，電源地和信號地分離。信號地與電源地采用單點(diǎn)接地連接。
- 原理圖中大電流走線特殊標(biāo)注，方便畫板工程師布線。
- 控制電路的放置位置：1.遠(yuǎn)離開關(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
- 如果數(shù)字芯片和模擬芯片有單獨(dú)的信號和電源地，應(yīng)單獨(dú)走線。
- PCB為了更好的散熱，GND區(qū)域應(yīng)多放過孔。
- 開關(guān)器件遠(yuǎn)離敏感小信號走線，如果是多層板，可以走不同層，用內(nèi)部接地，屏蔽噪聲。