PCB上的干擾源，及合理的處理

作者：時間：2026-01-06 來源：

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Phase平面，即電感與電源IC鏈接的平面，是最臟的信號（大電流、高電壓跳變、強干擾）；滿足通流的情況下面積盡可能的小，減小其對外界的干擾和輻射。

2、環(huán)路補償等小信號

環(huán)路補償等小電流信號，電路的環(huán)路盡可能地小，通過減小面積，減小外部干擾的磁通量，減小受干擾的程度，保證信號的穩(wěn)定性和信噪比。

總結：強干擾信號（Phase平面）好比廁所（臟信號）、小信號電路（環(huán)路補償）比作廚房（容易受到干擾的信號）。

我們在PCB設計的時候，原則就是要保護好廚房，防止廁所干擾過來；電源設計如此，其他的電路設計也是如此。

這款芯片，曾經碰過一個案例，由于芯片設計時，把EN管腳與Phase管腳靠近放置；EN非常容易受到Phase的干擾，在EN上能夠測試出開關頻率的噪聲。PCB設計的時候，需要減少這兩個信號的平行走線，盡可能地增大間距，否則概率性發(fā)生EN被干擾，導致電源勿關斷。（好比廁所的味道竄到廚房的感覺）。

同時，我們也可以在EN管腳上面下拉電容到地，進行濾波。

干擾其他管腳和網絡，EN最小只有1.14V，導致電源誤關斷。

一、通過PCB設計控制干擾源（臟信號）

我們在設計的過程中，要首先找到干擾的源頭，并且區(qū)分干擾源是電流干擾，還是電壓干擾。如果是電流干擾，我們需要減小電流環(huán)的面積，如果是電壓干擾，我們則需要減小干擾電壓網絡點的覆銅面積。

Buck架構DC/DC轉換器中存在兩個電流發(fā)生劇烈變化的主回路：

當上橋MOSFET Q1導通的時候，電流從電源流出，經Q1和L1后進入輸出電容和負載，再經地線回流至電源輸入端。在此過程中，電流中的交變成分會流過輸入電容和輸出電容。這里所說的電流路徑如圖中的紅線所示，它被標注為I1。

當Q1截止以后，電感電流還會繼續(xù)保持原方向流動，而同步整流開關MOSFET Q2將在此時導通，這時的電流經Q2、L1、輸出電容流動并經地線回流至Q2，其回路如圖2中藍線所示，它被標注為I2。

電流I1和I2都是不連續(xù)的，這意味著它們在發(fā)生切換的時候都存在陡峭的上升沿和下降沿，這些陡峭的上升沿和下降沿具有極短的上升和下降時間，因而存在很高的電流變化速度dI/dt，其中就必然存在很多高頻成分。

BUCK轉換器中的電流環(huán)

在上面所述的回路中，電流環(huán)I1和I2共同共享了自開關節(jié)點à電感à輸出電容à地àQ2的源極這一段路徑。I1和I2合成起來后就形成了一個相對平緩、連續(xù)的鋸齒狀波形，由于其中不存在電流變化率dI/dt極高的邊沿，其包含的高頻成分就要少一些。

從電磁輻射的角度來看，圖中存在陰影的A1區(qū)域是存在高電流變化率dI/dt的回路部分，這個回路將生成最多的高頻成分，因而在Buck轉換器的EMI設計中是需要被重點考慮的最關鍵部分。圖中A2區(qū)域的電流變化率dI/dt就沒有A1區(qū)域的高，因而生成的高頻噪聲也就比較少。

當進行Buck轉換器的PCB布局設計時，A1區(qū)域的面積就應當被設計得盡可能小。

BUCK電路中還存在高頻開關節(jié)點(SW note),這里的dv/dt會產生電場，也會產生輻射，同時引起的共模電流也會在傳導測試中占據重要分量。高頻開關節(jié)點常常和輻射相關，尤其是在單桿天線測試和雙錐天線測試中，在單桿天線測試中，高頻開關節(jié)點產生的近場電場直接可以通過單桿天線接收。

抑制高頻開關節(jié)點的dv/dt，首先可以通過減小面積來減小近場電場的電場強度。如下圖，通過減小SW的鋪銅面積，電場強度有了明顯地減小。同樣的方法，可以在單桿測試中，可以通過減小SW鋪銅或者電感的體積來實現。前面我們分析過電感并不能保持穩(wěn)定的電位，也是高頻開關節(jié)點。

當功率受到限值的時候，電感體積不能明顯的減小，可以選用屏蔽電感。這里的屏蔽電感是指外部有金屬層作為屏蔽層并接地的電感，并不是指鋪銅的一體成型磁屏蔽的電感。如圖，VISHAY公司的汽車級IHLE集成式電場屏蔽電感器，具有金屬外殼，使用時需要外殼接地，提供一個穩(wěn)定的零點位，可以達到電場屏蔽的效果。