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談開關(guān)電源之PCB多層板 : 磁通對消法有效控制EMC

來源：東莞市成良智能科技發(fā)布時(shí)間：2019-12-19 點(diǎn)擊量：1050

在開關(guān)電源之PCB的EMC設(shè)計(jì)考慮中，首先涉及的便是層的設(shè)置；單板的層數(shù)由開關(guān)電源、地的層數(shù)和信號層數(shù)組成；在產(chǎn)品的EMC設(shè)計(jì)中，除了元器件的選擇和電路設(shè)計(jì)之外，良好的開關(guān)PCB設(shè)計(jì)也是一個(gè)非常重要的因素。

開關(guān)電源之PCB的EMC設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，是盡可能減小回流面積，讓回流路徑按照我們設(shè)計(jì)的方向流動(dòng)。而層的設(shè)計(jì)是PCB的基礎(chǔ)，如何做好PCB層設(shè)計(jì)才能讓PCB的EMC效果最優(yōu)呢？
PCB層的設(shè)計(jì)思路：
開關(guān)電源之PCB疊層EMC規(guī)劃與設(shè)計(jì)思路的核心就是合理規(guī)劃信號回流路徑，盡可能減小信號從單板鏡像層的回流面積，使得磁通對消或最小化。
1、單板鏡像層
鏡像層是開關(guān)電源之PCB內(nèi)部臨近信號層的一層完整的敷銅平面層（電源層、接地層）。主要有以下作用：
（1）降低回流噪聲：鏡像層可以為信號層回流提供低阻抗路徑，尤其在開關(guān)電源之電源分布系統(tǒng)中有大電流流動(dòng)時(shí)，鏡像層的作用更加明顯。
（2）降低EMI：鏡像層的存在減少了信號和回流形成的閉合環(huán)的面積，降低了EMI；
（3）降低串?dāng)_：有助于控制高速數(shù)字電路中信號走線之間的串?dāng)_問題，改變信號線距鏡像層的高度，就可以控制信號線間串?dāng)_，高度越小，串?dāng)_越??；（4）阻抗控制，防止信號反射。
2、鏡像層的選擇
（1）電源、地平面都能用作參考平面，且對內(nèi)部走線有一定的屏蔽作用；
（2）相對而言，電源平面具有較高的特性阻抗，與參考電平存在較大的電勢差，同時(shí)開關(guān)電源平面上的高頻干擾相對比較大；
（3）從屏蔽的角度，地平面一般均作了接地的處理，并作為基準(zhǔn)電平參考點(diǎn)，其屏蔽效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于開關(guān)電源平面；
（4）選擇參考平面時(shí)，應(yīng)優(yōu)選地平面，次選開關(guān)電源平面。
磁通對消原理：
根據(jù)麥克斯韋方程，分立的帶電體或電流，它們之間的一切電的及磁的作用都是通過它們之間的中間區(qū)域傳遞的，不論中間區(qū)域是真空還是實(shí)體物質(zhì)。在開關(guān)電源之PCB中磁通總是在傳輸線中傳播的，如果射頻回流路徑平行靠近其相應(yīng)的信號路徑，則回流路徑上的磁通與信號路徑上的磁通是方向相反的，這時(shí)它們相互疊加，則得到了通量對消的效果。

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