 手上有一块集成MOSFET的Buck电源的Demo板，虽然电路很简单，但是布局颇有教科书的意味。分享一下这个电路的设计要点：1、Phase平面  Phase平面，即电感与电源IC链接的平面，是最脏的信号（大电流、高电压跳变、强干扰）；满足通流的情况下面积尽可能的小，减小其对外界的干扰和辐射。 2、环路补偿等小信号  环路补偿等小电流信号，电路的环路尽可能地小，通过减小面积，减小外部干扰的磁通量，减小受干扰的程度，保证信号的稳定性和信噪比。 总结：强干扰信号（Phase平面）好比厕所（脏信号）、小信号电路（环路补偿）比作厨房（容易受到干扰的信号）。 我们在PCB设计的时候，原则就是要保护好厨房，防止厕所干扰过来；电源设计如此，其他的电路设计也是如此。 这款芯片，曾经碰过一个案例，由于芯片设计时，把EN管脚与Phase管脚靠近放置；EN非常容易受到Phase的干扰，在EN上能够测试出开关频率的噪声。PCB设计的时候，需要减少这两个信号的平行走线，尽可能地增大间距，否则概率性发生EN被干扰，导致电源勿关断。（好比厕所的味道窜到厨房的感觉）。 同时，我们也可以在EN管脚上面下拉电容到地，进行滤波。  干扰其他管脚和网络，EN最小只有1.14V，导致电源误关断。  一、通过PCB设计控制干扰源（脏信号） 我们在设计的过程中，要首先找到干扰的源头，并且区分干扰源是电流干扰，还是电压干扰。如果是电流干扰，我们需要减小电流环的面积，如果是电压干扰，我们则需要减小干扰电压网络点的覆铜面积。 Buck架构DC/DC转换器中存在两个电流发生剧烈变化的主回路 ： 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图中的红线所示，它被标注为I1。 当Q1截止以后，电感电流还会继续保持原方向流动，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，其回路如图2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下降沿，这些陡峭的上升沿和下降沿具有极短的上升和下降时间，因而存在很高的电流变化速度dI/dt，其中就必然存在很多高频成分。  BUCK转换器中的电流环 在上面所述的回路中，电流环I1和I2共同共享了自开关节点à电感à输出电容à地àQ2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，由于其中不存在电流变化率dI/dt极高的边沿，其包含的高频成分就要少一些。 从电磁辐射的角度来看，图中存在阴影的A1区域是存在高电流变化率dI/dt的回路部分，这个回路将生成最多的高频成分，因而在Buck转换器的EMI设计中是需要被重点考虑的最关键部分。图中A2区域的电流变化率dI/dt就没有A1区域的高，因而生成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区域的面积就应当被设计得尽可能小。 BUCK电路中还存在高频开关节点(SW note),这里的dv/dt会产生电场，也会产生辐射，同时引起的共模电流也会在传导测试中占据重要分量。高频开关节点常常和辐射相关，尤其是在单杆天线测试和双锥天线测试中，在单杆天线测试中，高频开关节点产生的近场电场直接可以通过单杆天线接收。 抑制高频开关节点的dv/dt，首先可以通过减小面积来减小近场电场的电场强度。如下图，通过减小SW的铺铜面积，电场强度有了明显地减小。同样的方法，可以在单杆测试中，可以通过减小SW铺铜或者电感的体积来实现。前面我们分析过电感并不能保持稳定的电位，也是高频开关节点。  当功率受到限值的时候，电感体积不能明显的减小，可以选用屏蔽电感。这里的屏蔽电感是指外部有金属层作为屏蔽层并接地的电感，并不是指铺铜的一体成型磁屏蔽的电感。如图，VISHAY公司的汽车级IHLE集成式电场屏蔽电感器，具有金属外壳，使用时需要外壳接地，提供一个稳定的零点位，可以达到电场屏蔽的效果。  实测屏蔽电感的单杆天线测试（150K~30M），可以看到使用屏蔽电感后，有将近20dB的抑制效果。当然，实际中我们可以用金属罩对SW节点和电感进行屏蔽。  我们知道共模电流在传导和辐射测试中会存在，尤其在辐射测试中，占据重要分量，需要对共模电流进行抑制。如图，分析共模电流的路径，我们可以通过3种方式抑制共模电流。 00001. 1. 减小dv/dt的开关面积和电感尺寸，减弱电场场强 2. 屏蔽SW节点和电感，为dv/dt噪声源提供零电平，减小耦合电容 3. 在输入端加共模电感 ，增加共模环路的阻抗。 二、保护敏感信号 容易受到干扰的信号，我们要通过查分走线，减小环路等方式，减小其受到外界干扰的概率和强度。  电源电压远端反馈差分走线 电压检测分反馈检测，反馈检测。一般小电流电源采用近端反馈，如下电路为检测电路。分压电阻及反馈线靠近电源输出（输出电容）处放置，并单端信号反馈即可。 一般大电流电源采用近端反馈，如下电路为检测电路。（如果有分压电阻，分压电阻靠近控制器放置）这对差分线的主要作用是为了抑制共模干扰，所以对于差分对的线长差没有要求。  减小环路补偿的面积  同样，其他的一些敏感信号，我们都希望通过减小面积、减小环路、拉远与脏信号的距离，来减少其被脏信号的干扰。 |
