 目录o 开关电路的优缺点 o尖峰电压产生原因 o 改善方法 o 注意事项 1 开关电路优缺点开关电源与LDO不同，开关的电源优点与缺点也非常明显： 优点 开关电源的主要的特点是效率更高、体积更小、可升压等。 缺点 开关电源工作时，会对外产生较大的电磁辐射，可能对周围的器件产生较大影响，导致系统稳定。 2 尖峰电压产生原因为了有效的抑制电路对外产生电磁辐射，应该明确电磁辐射产生的根本原因。电感在功率管不断打开与关闭时，实现电感的充电与放电（能量的储存与释放）。尖峰电压是指突然出现的瞬时高电压值，持续时间较短，波形通常呈现出急剧上升和快速下降。其产生的原因是主要是电流不连续造成，变化的电流会产生尖峰电压。根据以下公式：V=L*di/dt o L是DCDC电路中的寄生电感。 o di/dt是DCDC电路中电流的变化率。 尖峰电压的影响因素主要是由回路中的寄生电感与电流变化率强相关。尖峰电压会产生较大的电磁干扰，可通过抑制尖峰干扰的方式，来降低DCDC电路对外的电磁辐射。具体的实现方式见下面章节： 3 改善方法 3.1 缩短开关电流回路 电流的回流路径见下图，以连续工作状态为例。 o 当功率管Q1打开时，电流回流路径为：CIN->L1->Q1。 o 当功率管Q1关闭时，电流回流路径为：CIN->L1 ->D1->COUT。 其实，不管Q1的状态，电流都会经过输入电容CIN、电感L1、功率管Q1。因此， o 流经输入电容CIN、电感L1、功率管Q1的电流是连续的。 o 开关电流（流经COUT、D1的电流）是非连续的，会在电感L1上产生毛刺电压，对外会产生电磁辐射。 抑制机理：根据V=L*di/dt可知，在di/dt不变的条件下，可以通过缩短COUT、D1的电流回路，来减少开关电流回路的寄生参数，从而实现降低系统产生的电磁辐射。  3.2 降低电流变化率 影响尖峰电压的另外一个因素是电流变化率（主要是通过延长电流变化的时间，来降低di/dt的数值）。 抑制机理：通过选择开关速率较慢的二极管，来降低二极管的开关速率（详见下图）。 弊端：这种方式最大的弊端就是增加二极管的损耗和效率，同时也会导致二极管的温度增加，严重影响系统稳定性。  3.3 抑制高频噪声 肖特基二极管本身存在寄生电容，与回路上的寄生电感会产生振铃现象。如果频率分布在高频段（频率超过30MHz），会容易就会被相应仪器捕捉到。 抑制机理：可以通过在肖特基二极管上串接磁珠来降低对外辐射能量，滤除高频信号（详细见下图）。 弊端：肖特基上串联磁珠，会产生较大负向尖峰电压，需要控制输入电压与尖峰电压绝对值之和小于芯片的耐压，确保系统稳定性。  备注：贴片式磁珠材料主要是由磁粉、镍、银浆三大部分组成，其在高频条件下具有相当大的阻抗，可以吸收高频信号（通常30MHz以上为高频）。 3.4 添加RC吸收电路 抑制机理：通过并联RC电路来吸收寄生参数的同时，还是能改变谐振频率，从而达到抑制电磁辐射。 说明：方案三和方案四结合使用效果更佳。  3.5 添加共模电感 天线原理：辐射测试点的频段为30MHz至1000MHz，对应波长为0.3m至10m。发射电磁波的必要条件是天线长度大于波长的1/20。当天线是电磁波半波长的整数倍时，发射的功率最大。 抑制机理：DCDC电源线比较长，有可能对外发射电磁波，类似于天线工作原理。可通过串接共模电感，滤除共模信号，防止辐射超标。 弊端：共模电感具有体积大、成本高、不易加工等缺点，不适合应用于小体积、低成本方案。  4 注意事项 o 优化PCB走线，输入端电容靠近芯片VIN与GND引脚，反馈走线远离开关信号节点，使用 GND 走线包围开关信号节点，同时缩短开关电流回路路径，即将输入端电容正极靠近芯片VI 引脚，肖特基阴极靠近芯片SW引脚，肖特基阳极靠近输入电容负极。 o 在肖特基处串联磁珠和RC吸收电路，磁珠通常选用交流阻抗60-80R，直流阻抗越小损耗越小；RC吸收电路中的电阻阻值在10R左右，电容容量在1nF以内。 |
