電源板PCB EMC評(píng)審不過(guò)，老師傅說(shuō)存在大量的EMC問(wèn)題和隱患

硬件筆記本

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隨著新能源智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的發(fā)展，汽車設(shè)計(jì)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(shí)設(shè)計(jì)過(guò)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(jì)顯得越來(lái)越重要，本文將一某電源PCB板為例，分析電源PCB板設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題，希望拋磚引玉，為各位解決電源模塊的EMC問(wèn)題提供一些思路。
設(shè)計(jì)問(wèn)題：
4 q$ n! ]3 X7 }7 K% N! |2 Y# P某硬件工程師設(shè)計(jì)完成的電源板PCB，如下圖所示。本板在進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)評(píng)審時(shí)發(fā)現(xiàn)存在大量的EMC問(wèn)題和隱患，需要進(jìn)行改版，否則將面臨著極大的EMC風(fēng)險(xiǎn)。從這個(gè)layout各位能看出哪些問(wèn)題呢？不妨在留言中寫(xiě)出來(lái)。
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' M+ [) Q9 y8 N問(wèn)題一 接口濾波器件離接口太遠(yuǎn)

  @! I7 ?- W& g& x影響：如圖所示，因?yàn)闉V波電路離接口太遠(yuǎn)，經(jīng)過(guò)濾波的電源信號(hào)可能受到PCB中其他信號(hào)的干擾，造成二次污染。另外一方面，外部進(jìn)來(lái)的干擾因?yàn)闆](méi)有經(jīng)過(guò)端口的濾波，可能會(huì)直接影響PCB中的其他信號(hào)，產(chǎn)生抗干擾問(wèn)題。
" ]5 g4 \: K7 k. \: X- W問(wèn)題二 接口濾波器件未垂直成列布置
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影響：如圖所示，因?yàn)榻涌跒V波電路未垂直成列布置，比如第一路的電源已經(jīng)經(jīng)過(guò)濾波了，到了接口處應(yīng)該是很干凈的信號(hào)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。
, F- q! A' X, Z: U問(wèn)題三 電源濾波器件未布置在一起
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& G  l- A7 X0 r8 T影響：電源濾波是組合拳，不是單靠某一個(gè)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為了達(dá)到很好的濾波效果，原理圖設(shè)計(jì)時(shí)需要模塊化，Layout設(shè)計(jì)時(shí)也需要模塊化。
0 r* m0 Q" k- ~- o% U問(wèn)題四 開(kāi)關(guān)電源輸入輸出回路太大
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; S# r3 |9 V& t1 o影響：輻射干擾的產(chǎn)生一般是因?yàn)榛芈诽�大，電流無(wú)法快速的流回去，而通過(guò)輻射發(fā)射出去。在電源Layou設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減小電源回路，較小對(duì)外干擾，同時(shí)回路小，也可以減小串?dāng)_的可能性。
, h3 C2 i5 X1 a+ k設(shè)計(jì)思路：
對(duì)于開(kāi)關(guān)電源板在PCB布線時(shí)，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！
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" @4 |& g+ K+ b7 T- i整改設(shè)計(jì)：
9 b% d. E% ~. g0 n; T" c優(yōu)化后重新設(shè)計(jì)的PCB如下圖。

* y+ o, C5 L' d' J* M( tEMC Layout設(shè)計(jì)要點(diǎn)
敏感信號(hào)遠(yuǎn)離大電流信號(hào)，特別是頻率信號(hào)，且不要平行走線。
' V: Z' Y. j) ?; P' I電流回路走線盡量小。
: d/ b, n; Y$ N9 {" a' V' h模擬地、功率地需要分開(kāi)，可以通過(guò)過(guò)孔或者星型點(diǎn)連在一起。
多路IC供電，可以并聯(lián)單點(diǎn)接地，減少串?dāng)_。
8 ?! O8 I( F) J1 O+ P, x控制回路與功率回路分開(kāi)。
. O' v8 _5 y8 Q% G" s" T8 E8 o6 z去耦電容需要靠近IC電源Pin放置。
電源做好多階濾波，較小電容靠近芯片Pin。
防反、鉗位保護(hù)的器件靠近連接器放置。
做好高壓地低壓地的隔離設(shè)計(jì)。
注意安規(guī)走線的間距。
對(duì)于高速信號(hào)還需要考慮電源阻抗、諧振、直流壓降的影響。
) O, c4 n6 b) a, ]# ^[/ol]電源是EMC設(shè)計(jì)中的老大難問(wèn)題，做好電源EMC設(shè)計(jì)非一朝一夕之功。只好在電路設(shè)計(jì)中做好濾波考慮，在Layout設(shè)計(jì)中處理好細(xì)節(jié)，才能做好EMC性能好的電源。
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