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$ s& P' V/ G( g+ Y. P/ m/ e" E9 w* P$ e% n
) a6 I U% `+ c5 e0 X( q) g隨著新能源智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展,汽車設(shè)計中不再是常規(guī)的12V系統(tǒng),一方面380V等高壓出現(xiàn),另一方面在集成電路中1.3V等更低壓出現(xiàn)。同時設(shè)計過程中電源芯片不再只使用LDO,Buck和Boost電源的使用增多。從而電源的emc設(shè)計顯得越來越重要,本文將一某電源PCB板為例,分析電源PCB板設(shè)計中常見問題,希望拋磚引玉,為各位解決電源模塊的EMC問題提供一些思路。2 S3 S o2 C( C* v. J. N
設(shè)計問題: S* ]+ U X- \/ O: ~) i4 i
某硬件工程師設(shè)計完成的電源板PCB,如下圖所示。本板在進行EMC設(shè)計評審時發(fā)現(xiàn)存在大量的EMC問題和隱患,需要進行改版,否則將面臨著極大的EMC風(fēng)險。從這個layout各位能看出哪些問題呢?不妨在留言中寫出來。! [- E5 n' ` Z5 }* @
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4 E3 l/ ^+ n# l- h% t問題一 接口濾波器件離接口太遠(yuǎn)+ h8 A: k9 d2 ?& t' J% O
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" s/ [; H* G/ f! [2 y影響:如圖所示,因為濾波電路離接口太遠(yuǎn),經(jīng)過濾波的電源信號可能受到PCB中其他信號的干擾,造成二次污染。另外一方面,外部進來的干擾因為沒有經(jīng)過端口的濾波,可能會直接影響PCB中的其他信號,產(chǎn)生抗干擾問題。
( t/ N' R- t8 A" C& K, X' N問題二 接口濾波器件未垂直成列布置& h$ S6 {9 C5 U
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影響:如圖所示,因為接口濾波電路未垂直成列布置,比如第一路的電源已經(jīng)經(jīng)過濾波了,到了接口處應(yīng)該是很干凈的信號了,但是如上圖所示的Layout,很有可能第二路的干擾又耦合到第一路了。
2 J( `. @$ T9 J! N問題三 電源濾波器件未布置在一起8 a9 X5 P6 E9 c9 P B e+ C
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: a& K2 p# X9 o i影響:電源濾波是組合拳,不是單靠某一個器件來實現(xiàn)的。為了達到很好的濾波效果,原理圖設(shè)計時需要模塊化,Layout設(shè)計時也需要模塊化。% T: { J+ V6 Z6 G
問題四 開關(guān)電源輸入輸出回路太大2 B: G h, J2 G0 n' @! K* `$ |
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3 P( o# i2 n7 `1 h+ h2 |影響:輻射干擾的產(chǎn)生一般是因為回路太大,電流無法快速的流回去,而通過輻射發(fā)射出去。在電源Layou設(shè)計時應(yīng)盡量減小電源回路,較小對外干擾,同時回路小,也可以減小串?dāng)_的可能性。
3 l1 n3 s3 x& V- O+ t設(shè)計思路:
, p& q" L" L9 D/ R對于開關(guān)電源板在PCB布線時,總的思路是控制好輸入整流濾波環(huán)路、功率環(huán)路、輸出整流環(huán)路、輸出濾波環(huán)路的回路面積,環(huán)路要小,布線要短!9 S s9 a* i+ v4 x v
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. c2 e9 \, n( v$ ~% Z6 s整改設(shè)計:
6 {+ `7 h: ]0 p8 A; A0 V; t* ]優(yōu)化后重新設(shè)計的PCB如下圖。5 ^7 P" i- q! Z( b; V. x( l: W
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EMC Layout設(shè)計要點* Y* G, B( P* L1 V
敏感信號遠(yuǎn)離大電流信號,特別是頻率信號,且不要平行走線。2 o8 `& n% F* h: `+ Q
電流回路走線盡量小。" [5 y) j7 m& K. D/ s
模擬地、功率地需要分開,可以通過過孔或者星型點連在一起。, o+ F: Q. E5 Y* H& x' ^) I) R
多路IC供電,可以并聯(lián)單點接地,減少串?dāng)_。3 k/ A, Q( k6 v2 ~$ d
控制回路與功率回路分開。" |( {2 ~$ F# B! I! b
去耦電容需要靠近IC電源Pin放置。
( G, g0 X p; ?; w: ^電源做好多階濾波,較小電容靠近芯片Pin。
$ D3 h t6 t' K! k3 Y( o9 \防反、鉗位保護的器件靠近連接器放置。9 ~% f+ Q4 z; A. v& x v3 }# B! `
做好高壓地低壓地的隔離設(shè)計。
) R. b# l0 ]3 Q% U注意安規(guī)走線的間距。9 c3 C3 I- u" X# W2 E( Y. U
對于高速信號還需要考慮電源阻抗、諧振、直流壓降的影響。
! {/ G) ?7 H8 T5 e. T[/ol]電源是EMC設(shè)計中的老大難問題,做好電源EMC設(shè)計非一朝一夕之功。只好在電路設(shè)計中做好濾波考慮,在Layout設(shè)計中處理好細(xì)節(jié),才能做好EMC性能好的電源。* M$ o5 t# q, w: Y) z" ?
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