DCDC电源模块在EMC常规测试FAIL占比很大，然而要办理Buck转换器中的EMI问题是一个很大的寻衅，由于个中含有很多高频身分。在实际的电子元器件电气特性每每不可避免的寄生参数会影响我们的理论打算，本文紧张针对低压Buck转换器事情中的EMI问题进行根本剖析，供应一些实用的办理方案，给大家做一些参考。
一、概述
在设计开关模式转换器的时候，电磁兼容问题常日总是要在设计完成往后的测试阶段才会碰着。如果没有在设计的第一阶段就考虑到电磁兼容性问题，要在末了的环节再来降落其影响就会很困难，花费也会很高。以是，为了确保产品设计过程顺畅无阻，能够得到最优化的设计，最好的做法是在设计一开始的时候就开始考虑这个问题。在所有要考虑的成分中，元件选择和PCB布局设计是得到最佳EMI性能的关键。
二、转换器中的EMI源头
造成EMI问题的辐射源有两类：交变电场（高阻），交变磁场（低阻）。非隔离的DC/DC转换用具有阻抗很低的节点和环路（远低于自由空间的阻抗377Ω，此值为真空磁导率µ。和真空中的光速C。的乘积，也被称为自由空间的实质阻抗——译注），因而Buck架构DC/DC转换器中紧张的辐射源常日是磁场。
磁场辐射是由小型电流环中的高频电流形成的。电流环所天生的高频磁场会在离开环路大约0.16λ往后逐渐转换为电磁场，由此形成的场强大约为 ：
个中，f是旗子暗记的频率，单位为Hz；A是电流环路的面积，单位为m²；I是电流环中的电流幅值，单位为A；R是丈量点间隔环路的间隔，单位为m。
一个1cm²的电流环，个中的电流为1mA，电流变革频率为100MHz，则间隔此电流环3m处的场强为4.4µV/m，或说是12.9dBµV。
下图显示了一个流过1mA电流的1cm²电流环所形成的辐射强度与电流变革频率之间的关系，图中绿线是标准容许的3m间隔上的辐射强度阈值。
由图可见，由1mA电流在1cm²环路中所形成的辐射并不随意马虎超出规格的限定。现实中造成辐射超标的缘故原由常常是该当极小化的环路变成了大的环路，或者是附加在线路上的导线形成了多余的辐射。这些大回路或导线所形成的天线效应将在总的辐命中发挥紧张的浸染。
三、转换器中的电流回路
Buck架构DC/DC转换器中存在两个电流发生剧烈变革的主回路 ：
当上桥MOSFET Q1导通的时候，电流从电源流出，经Q1和L1后进入输出电容和负载，再经地线回流至电源输入端。在此过程中，电流中的交变成分会流过输入电容和输出电容。这里所说的电流路径如下图中的红线所示，它被标注为I1。
当Q1截止往后，电感电流还会连续保持原方向流动，而同步整流开关MOSFET Q2将在此时导通，这时的电流经Q2、L1、输出电容流动并经地线回流至Q2，其回路如下图中蓝线所示，它被标注为I2。
电流I1和I2都是不连续的，这意味着它们在发生切换的时候都存在陡峭的上升沿和低落沿，这些陡峭的上升沿和低落沿具有极短的上升和低落韶光，因而存在很高的电流变革速率dI/dt，个中就一定存在很多高频身分。
在上面所述的回路中，电流环I1和I2共同共享了自开枢纽关头点→电感→输出电容→地→Q2的源极这一段路径。I1和I2合成起来后就形成了一个相对平缓、连续的锯齿状波形，由于个中不存在电流变革率dI/dt极高的边沿，其包含的高频身分就要少一些。
从电磁辐射的角度来看，下图中存在阴影的A1区域是存在高电流变革率dI/dt的回路部分，这个回路将天生最多的高频身分，因而在Buck转换器的EMI设计中是须要被重点考虑的最关键部分。下图中A2区域的电流变革率dI/dt就没有A1区域的高，因而天生的高频噪声也就比较少。
当进行Buck转换器的PCB布局设计时，A1区域的面积就应该被设计得尽可能地小。
在处理小型低压DCDC电源模块时，要着重关注两个回路，即A1（开关管导通时的回路）和A2（开关管断开的回路）；实际上电源部分常规emc高频辐射问题紧张是由A1-A2的面积决定，以是在DCDC模块layout时有以下几点：
A.输入Cin-开关管-Cin这部分只管即便小，Cin电容只管即便靠近芯片IN脚
B.DCDC芯片下方铺完全的地
C.续流二极管放置位置
D.电感的放置位置
关于DCDC模块EMI问题源以及推举LAYOUT就到这里，下期先容一些常用EMC整改技巧。
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