在設(shè)計(jì)好電路結(jié)構(gòu)和器件位置后，PCB的EMI控制對(duì)于整體設(shè)計(jì)就變得極為重要。 如何避免PCB在開關(guān)電源中的電磁干擾成為開發(fā)者非常關(guān)心的話題。 在本文中，我將介紹如何通過控制元件布局來(lái)控制EMI。

PCB元器件布局的實(shí)踐證明，即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確，印制電路板設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會(huì)對(duì)電子設(shè)備的可靠性造成不利影響。 例如，印制板的兩條平行細(xì)線靠得很近，會(huì)形成信號(hào)波形的延遲，在傳輸線末端形成反射噪聲； 電源和地線考慮不當(dāng)造成的干擾會(huì)降低產(chǎn)品的性能。 因此，在設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)應(yīng)采用正確的方法。

每個(gè)開關(guān)電源都有四個(gè)電流電路：

(1)電源開關(guān)交流電路；

(2)輸出整流交流電路；

(3)輸入信號(hào)源電流電路；

(4)輸出負(fù)載電流電路。

輸入電路通過近似直流電流對(duì)輸入電容充電，濾波電容主要起寬帶儲(chǔ)能作用； 同樣，輸出濾波電容也用來(lái)儲(chǔ)存輸出整流器產(chǎn)生的高頻能量，消除輸出負(fù)載電路的直流能量。 因此，輸入輸出濾波電容的接線端非常重要。 輸入和輸出電流電路應(yīng)僅從濾波電容器的端子連接到電源； 如果輸入/輸出電路與電源開關(guān)/整流電路之間的連線不能直接連接到電容的端子，交流能量將通過輸入或輸出濾波電容輻射到環(huán)境中。

電源開關(guān)的交流電路和整流器的交流電路中含有高幅值的梯形電流。 這些電流的諧波成分很高，其頻率遠(yuǎn)大于開關(guān)的基頻。 峰值幅度最高可達(dá)連續(xù)輸入/輸出直流電流幅度的 5 倍。 過渡時(shí)間通常約為 50ns。 這兩個(gè)電路最容易產(chǎn)生電磁干擾，因此必須在電源中布線其他PCB印制線之前鋪設(shè)這些交流電路。 每個(gè)電路的三個(gè)主要元件，濾波電容、電源開關(guān)或整流器、電感或變壓器，應(yīng)相鄰放置，并調(diào)整元件位置，使它們之間的電流路徑盡可能短。 建立開關(guān)電源布局的最佳方式與其電氣設(shè)計(jì)類似。 最佳設(shè)計(jì)流程如下：

放置變壓器

設(shè)計(jì)電源開關(guān)電流電路

輸出整流器設(shè)計(jì)電流電路

連接到交流電源電路的控制電路

設(shè)計(jì)輸入電流源電路和輸入濾波器設(shè)計(jì)輸出負(fù)載電路和輸出濾波器根據(jù)電路的功能單元，電路各元件的布局應(yīng)遵循以下原則：

(1)首先，考慮PCB尺寸。 PCB尺寸過大時(shí)，印制線路長(zhǎng)，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本增加； 太小則散熱差，相鄰線路易受干擾。 電路板的最佳形狀為矩形，長(zhǎng)寬比為3：2或4：3。 位于電路板邊緣的元器件與電路板邊緣的距離一般不小于2mm。

(2)放置器件時(shí)，要考慮以后的焊接，不要過于密集。

(3)以各功能電路的核心元器件為中心，圍繞其進(jìn)行布置。 元器件在PCB上排列均勻、有序、緊湊，盡量減少和縮短元器件之間的引線和連線，去耦電容盡量靠近元器件的VCC。

(4)對(duì)于高頻工作的電路，應(yīng)考慮元器件之間的分布參數(shù)。 對(duì)于一般電路，元器件盡量并聯(lián)排列。 這樣，不僅美觀，而且易于組裝和焊接，易于批量生產(chǎn)。

(5)按電路流向安排各功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流向，信號(hào)盡量保持同一方向。

(6)布局的首要原則是保證布線的分布率，移動(dòng)元器件時(shí)注意飛線的連接，將有布線關(guān)系的元器件放在一起。

(7)盡可能減小環(huán)路面積，抑制開關(guān)電源的輻射干擾

以上是一些通過PCB元器件的放置和布局來(lái)控制和抑制PCB中電磁干擾的方法。 這些步驟中的任何一個(gè)錯(cuò)誤都可能導(dǎo)致產(chǎn)品的EMI不合格，因此有必要充分了解它們。 遇到此類問題的朋友可以收藏這篇文章作為資料儲(chǔ)備。