电源PCB板EMC设计案例分析

121400930 · 发表于 2024-4-3 13:12

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随着新能源智能网联技术的发展，汽车设计中不再是常规的12V系统，一方面380V等高压出现，另一方面在集
成电路中1.3V等更低压出现。同时设计过程中电源芯片不再只使用LDO，Buck和Boost电源的使用增多。从而电
源的EMC设计显得越来越重要，本文将一某电源PCB板为例，分析电源PCB板设计中常见问题，希望抛砖引
玉，为各位解决电源模块的EMC问题提供一些思路。设计问题：某硬件工程师设计完成的电源板PCB，如下图
所示。本板在进行EMC设计评审时发现存在大量的EMC问题和隐患，需要进行改版，否则将面临着极大的
EMC风险。问题一接口滤波器件离接口太远问题二接口滤波器件未垂直成列布置问题三电源滤波器件未布置
在一起问题四开关电源输入输出回路太大设计思路：开关电源板在PCB布线时控制好输入整流滤波环路、功率
环路、输出整流环路、输出滤波环路的回路面积，环路要小，布线要短！整改设计：优化后重新设计的PCB如
下图。 EMCLayout设计要点敏感信号远离大电流信号，特别是频率信号，且不要平行走线。电流回路走线尽
量小。模拟地、功率地
随着新能源智能网联技术的发展，汽车设计中不再是常规的12V系统，一方面380V等高压出现，另一方面在集成电路中1.3V
等更低压出现。同时设计过程中电源芯片不再只使用LDO，Buck和Boost电源的使用增多。从而电源的EMC设计显得越来越
重要，本文将一某电源PCB板为例，分析电源PCB板设计中常见问题，希望抛砖引玉，为各位解决电源模块的EMC问题提供
一些思路。
设计问题：
某硬件工程师设计完成的电源板PCB，如下图所示。
本板在进行EMC设计评审时发现存在大量的EMC问题和隐患，需要进行改版，否则将面临着极大的EMC风险。
问题一接口滤波器件离接口太远

问题二接口滤波器件未垂直成列布置

问题三电源滤波器件未布置在一起

问题四开关电源输入输出回路太大

设计思路：
开关电源板在PCB布线时控制好输入整流滤波环路、功率环路、输出整流环路、输出滤波环路的回路面积，环路要小，布线
要短！
整改设计：
优化后重新设计的PCB如下图。
EMCLayout设计要点
敏感信号远离大电流信号，特别是频率信号，且不要平行走线。
电流回路走线尽量小。
模拟地、功率地需要分开，可以通过过孔或者星型点连在一起。
多路IC供电，可以并联单点接地，减少串扰。
控制回路与功率回路分开。
去耦电容需要靠近IC电源Pin放置。
电源做好多阶滤波，较小电容靠近芯片Pin。
防反、钳位保护的器件靠近连接器放置。
做好高压地低压地的隔离设计
注意安规走线的间距