一前言

電子產(chǎn)品工作都離不開電源，隨著電子行業(yè)的發(fā)展，電源DC-DC模塊也日益朝著體積小、效率高、功率損耗小、開關(guān)頻率變高的方向發(fā)展。

但是開關(guān)電源DC-DC模塊的電磁干擾（EMI），一直都是電磁兼容（EMC）領(lǐng)域的一大?？?，所以DC-DC模塊的EMI噪聲抑制必須引起重視，這樣才是提高電子產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，使之順利通過EMC標準認證。

今天就給大家分享一套DC-DC電源整改組合拳！

二噪聲產(chǎn)生的原因

電源開關(guān)DC-DC工作時，噪聲產(chǎn)生的源頭來源主要可以歸結(jié)為兩點：

1.模塊工作時開關(guān)管的開關(guān)頻率引起的噪聲；

2.模塊工作時由于開關(guān)環(huán)路中的寄生電感和電容產(chǎn)生諧振引起振鈴電壓引起的噪聲；

噪聲傳輸?shù)穆窂剑?/p>

1.輻射：噪聲通過IC和線纜形成的環(huán)路以電磁波的方式輻射到空間（環(huán)路面積越大輻射越強）。

2.傳導：噪聲以差模和共模噪聲的形式通過線纜傳輸?shù)缴霞壴O(shè)備和下級設(shè)備。

下面拿簡單的buck電路拓撲圖來給大家展示噪聲的具體環(huán)路，如下圖，紅色部分為寄生電感和寄生電容，它們是環(huán)路產(chǎn)生諧振的原因。

1.狀態(tài)（1），當開關(guān)1打開，開關(guān)2關(guān)閉時buck電路的噪聲通過輸入去耦電容和上開關(guān)管再流輸入濾波電容再回到去耦電容的地形成一個回路，如下圖：

狀態(tài)（1）噪聲環(huán)路圖

2.狀態(tài)（2），當開關(guān)2打開，開關(guān)1關(guān)閉時buck電路的噪聲通過開關(guān)下管（外部續(xù)流二極管）再流經(jīng)輸出濾波電容回到開關(guān)管形成回路，如下圖：

狀態(tài)（2）噪聲環(huán)路圖

三抑制噪聲的方法

通過對噪聲產(chǎn)生的原因分析，可以總結(jié)出以下幾點噪聲抑制方法和對應(yīng)的措施：

（1）優(yōu)化噪聲回流路徑，減小回路面積：

a.?在輸入輸出端增加不同pF值的電容，高頻電容應(yīng)該靠近輸入輸出端放置；

b. 電容和IC放在同一層PCB；

c.電容地要和芯片地以最短的距離鏈接；

合理的電容放置圖

（2）抑制噪聲在輸入輸出的路徑上傳導：在輸入端加適當?shù)拇胖檫M行隔離；在端口加共模電感濾波；

（3）削減開關(guān)頻率的振鈴幅度：在可接受的功率損耗范圍內(nèi)，在芯片SW腳和續(xù)流二極管之間加RC吸收電路；

（4）優(yōu)化PCB布局，減小回路路徑面積：續(xù)流二極管要緊貼芯片端；電感下端同一層掏空；

推薦PCB布板規(guī)劃圖

四經(jīng)典案例分享

接下來給大家分享一個電源模塊EMC問題的經(jīng)典案例，下圖是一款產(chǎn)品的充電模塊電路，該產(chǎn)品在充電模式下RE測試超標。

我們先看一下整改前測試的頻譜圖，如下圖：

整改前測試數(shù)據(jù)

通過對波形的分析，很明顯該波形是經(jīng)典的開關(guān)頻率引起的噪聲超標；

接下來我們再來看該款產(chǎn)品的充電芯片布局情況，如下圖：

圖一 充電芯片PCB正面圖

圖二 充電芯片PCB背面圖

通過對該電路的分析，其器件的運用和布局都還是比較合理的。但是這里最為明顯且致命的問題就出在芯片的輸入端，第一個PCB圖中標紅框的輸入退藕電容的地是通過打過孔連接到PCB底層的地上，但是這個地卻沒有就近和芯片的地鏈接起來，而是給其他的走線給隔開了，所以噪聲回到芯片地路徑變長，回流路徑變大，如圖二。

整改措施：用一片銅箔將芯片地和輸入地搭接起來，給噪聲的回流提供更短路徑，減小回流面積。

接下來讓我們再來看整改后的測試頻譜圖：

整改后測試數(shù)據(jù)

噪聲有明顯的改善，并可以通過測試標準。

五總結(jié)

電源噪聲問題是EMC整改過程中一個繞不開的話題，今天以buck電路展開進行分享，其他模式的電源電路的分析也是依葫蘆畫瓢，EMC問題只有前期做好充足的規(guī)劃，后期過認證的階段才能少走彎路。

審核編輯：湯梓紅