一前言

電子產品工作都離不開電源，隨著電子行業的發展，電源DC-DC模塊也日益朝著體積小、效率高、功率損耗小、開關頻率變高的方向發展。

但是開關電源DC-DC模塊的電磁干擾（EMI），一直都是電磁兼容（EMC）領域的一大常客，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品的性能和質量，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！

二噪聲產生的原因

電源開關DC-DC工作時，噪聲產生的源頭來源主要可以歸結為兩點：

1.模塊工作時開關管的開關頻率引起的噪聲；

2.模塊工作時由于開關環路中的寄生電感和電容產生諧振引起振鈴電壓引起的噪聲；

噪聲傳輸的路徑：

1.輻射：噪聲通過IC和線纜形成的環路以電磁波的方式輻射到空間（環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到上級設備和下級設備。

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

1.狀態（1），當開關1打開，開關2關閉時buck電路的噪聲通過輸入去耦電容和上開關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（1）噪聲環路圖

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

狀態（2）噪聲環路圖

三抑制噪聲的方法

通過對噪聲產生的原因分析，可以總結出以下幾點噪聲抑制方法和對應的措施：

（1）優化噪聲回流路徑，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：在輸入端加適當的磁珠進行隔離；在端口加共模電感濾波；

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

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

推薦PCB布板規劃圖

四經典案例分享

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

我們先看一下整改前測試的頻譜圖，如下圖：

整改前測試數據

通過對波形的分析，很明顯該波形是經典的開關頻率引起的噪聲超標；

接下來我們再來看該款產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：

整改后測試數據

噪聲有明顯的改善，并可以通過測試標準。

五總結

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劃，后期過認證的階段才能少走彎路。

審核編輯：湯梓紅