【導讀】這里發(fā)揮作用的機制和風(fēng)險是不需要的能量以電容 (dv/dt) 和電感 (di/dt) 耦合到系統的其他部分，或者更糟的是，以輻射和傳導發(fā)射的形式耦合到系統之外。
隱藏的 PCB 布局威脅——PCB 耦合
與 SMPS 相關(guān)的 EMC 原則通常要求設計人員密切注意 SMPS 布局中的兩個(gè)耦合因素，如圖 1 所示：
具有高 dv/dt 的電壓開(kāi)關(guān)節點(diǎn)
“熱電流回路”，其中包含子系統中的 di/dt
圖 1.顯示降壓轉換器 di/dt 和 dv/dt 位置的示意圖。圖片（修改后）由Analog Devices提供
這里發(fā)揮作用的機制和風(fēng)險是不需要的能量以電容 (dv/dt) 和電感 (di/dt) 耦合到系統的其他部分，或者更糟的是，以輻射和傳導發(fā)射的形式耦合到系統之外。
PCB 設計后期制作審查
深入研究該項目，我們將檢查L(cháng)M22678 5A 轉換器（圖 2）的 PCB 布局，其中V輸入為 12 V（未顯示），V輸出為 5 V。這是一個(gè)非同步降壓轉換器，使用用于其低側開(kāi)關(guān)元件的 B130L-13-F 肖特基二極管（是的，在您檢查之前 - 系統消耗的電流小于二極管的 1 A 額定值！ ）。
圖 2.非同步 LM22678 降壓轉換器 12 V 至 5 V 的原理圖。
限度地減少電容和電感耦合通常并不復雜，但很容易被忽視，從而導致排放測試失敗和上市延遲。在下面的圖 3 中，我們看到了用于非同步降壓穩壓器的 TO-263 封裝布局，其中標識了電壓節點(diǎn)（紅色輪廓）和熱電流環(huán)路（黃色輪廓）。
圖 3.具有低側功率二極管的非同步降壓穩壓器設計。
為清楚起見(jiàn)，電路板上的銅填充已被隱藏?？偟膩?lái)說(shuō)，這種設計存在三個(gè)明顯的問(wèn)題：
高 di/dt 環(huán)路比需要的大得多
沒(méi)有過(guò)孔連接 C IN 或 C OUT的 GND 節點(diǎn)（它們被地面澆注覆蓋）
交換節點(diǎn)可以更小
這些設計選擇的終效果意味著(zhù)電流環(huán)路沒(méi)有得到很好的控制，并且由于平面之間沒(méi)有過(guò)孔，電流沒(méi)有明確的路徑返回源頭。
對于 EMC——（電氣）沉默是金
應用從 Hubing 博士的討論中收集的原則，可以在下面的圖 4 中看到改進(jìn)后的布局。它具有優(yōu)化的電壓節點(diǎn)、更小的熱環(huán)路以及通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)每個(gè)無(wú)源組件的第 2 層參考平面。此外，初級 C OUT電容器也相對于原始設計旋轉了 90 度，從而降低了輸出軌上的噪聲風(fēng)險。
圖 4.改進(jìn)后的布局考慮了耦合機制。
通過(guò)在開(kāi)關(guān)引腳和電感器之間移動(dòng)低側二極管，我們可以更好地限制由高 dv/dt 耦合效應產(chǎn)生的潛在串擾噪聲。此外，通過(guò)減小熱回路幾何形狀，高 di/dt 磁場(chǎng)耦合的影響會(huì )降低。
盡管這些變化很小，但它們不需要額外的電路板空間或改組其他子系統。然而，通過(guò)將電流環(huán)路減少約 50% 并優(yōu)化電壓節點(diǎn)，無(wú)疑提高了系統合規性。
當您設計符合CISPR EMC 標準的商業(yè)產(chǎn)品時(shí)，每個(gè) dBμV 都很重要，設計階段的微小變化可能意味著(zhù)成功發(fā)布或錯過(guò)市場(chǎng)窗口之間的差異。
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