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DC/DC

DC/DC转换器的基板布局

噪声对策:拐角布线、传导噪声、辐射噪声

从本文开始将分2次来介绍PCB板布局与噪声的关系。

拐角布线的噪声对策

无论怎样布局,布线图形都是需要拐角(弯曲)的,但弯曲方法不当的话,可能会对EMI产生不利影响。没有PCB板布局经验的人可能不太相信。而这些就是经验和技术诀窍。

下图表示拐角布线的好坏。如果将拐角布线设计为直角,阻抗将在拐角发生变化。这会导致电流波形紊乱,产生被称为“反射”的波形畸变。开关节点等频率较高的布线,受反射影响EMI可能会恶化。

拐角布线不要设计为直角,设计为45°或圆弧状比较好。弯曲的半径越大,阻抗的变化越小。

噪声引脚电压(传导发射,Conducted Emission)的对策

噪声引脚电压是反馈到输入线路的噪声,也被称为“传导发射(Conducted Emission)”。噪声频段主要出现在振荡频率的倍数处。

这种噪声可通过增加铁氧体磁珠或π型滤波器来抑制。这类降噪部件必须选择适合降噪目标频段(希望降低的噪声)的部件。这就需要先确认噪声并锁定频率。下图是噪声引脚电压的测量数据示例。

噪声电场强度(辐射噪声)的对策方法

另一个必须探讨的噪声是噪声电场强度(辐射噪声)。DC/DC转换器的辐射噪声是受开关ON/OFF波形斜率和振铃影响而产生的,大概会产生100MHz~300MHz的噪声。

开关上升和下降时的振铃主要源于MOSFET和输入电容器间布线电感,电感值的大小会影响到噪声。

就如在“输入电容器的配置”中所提到的,优化输入电容器的配置和布线,可以降低噪声水平。

当DC/DC转换器电路的辐射噪声超过配套设备必须满足的标准时,其对策方法有缓和开关波形以及增加缓冲电路。

下面的波形图是辐射噪声的测量示例。从图中可以看出,不到200MHz的区域呈现出的结果不是很理想。

下次将针对降低这种辐射噪声的方法进行稍微具体的介绍。

关键要点:

・拐角布线要设计为圆弧状,以减少布线阻抗的变化并抑制噪声。

・噪声引脚电压(传导发射,Conducted Emission)的对策是根据噪声频率来选用磁珠或π型滤波器。

・噪声电场强度(辐射噪声)的对策是优化输入电容器配置和调整开关波形的陡峭程度。