无需重新设计电路板？三大提示助你显著改善降压转换器

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电磁干扰（EMI）始终对汽车电源终端设备构成挑战。随着轻度混合动力电动汽车（MHEV）解决方案的兴起，EMI变得更具挑战性，因为系统中的许多电子电路的电池电压从12 V变为48 V。

      大多数设计汽车电路的工程师都了解如何通过滤波器设计、布局指南和管理功能（如扩频、倒装芯片封装等）来降低EMI。但是，有一些鲜为人知的提示可以显著改善降压转换器（和其他拓扑结构）中的EMI，且无需重新设计电路板。这些提示可能意味着可以在10分钟内通过EMI测试与需要旋转新电路板之间的区别。

提示1：旋转功率电感器

      降压转换器使用电感 - 电容滤波器将开关波形（开关节点：VSW）转换为直流波形（输出电压：VOUT）。图1所示为降压电路的简化原理图。

图1：简化的降压原理图（左）和波形（右）

       如图1所示，其中一个电感器端子连接到VSW，因此产生EMI噪声。该节点上的电压是边沿较陡的矩形波，从0 V到电池电压摆动。在一些MHEV设计中，电压可能高达48 V。另一个端子连接到VOUT，在EMI方面，电气环境更安静，接近DC。良好的印刷电路板（PCB）布局设计要求最小化开关节点表面积以减少与接地层的电容耦合，否则会导致较大的共模噪声并导致EMI性能差。可将相同的电容耦合减少理念应用于电感器。EMI性能会有所不同，具体取决于电感器结构和方向。

        功率电感器基本上只是缠绕在芯材料周围的导线，如图2所示。它们可从上到下单层缠绕，也可多层绕组从而叠加缠绕 - 但该分析的要点在于，端子之间的电感器永远不会是完全对称的。简单将电感器旋转180°，电感器端子即可与较大噪音的开关节点相连接。这会产生不同的EMI结果。

图2：简化的电感器结构 - 单层（左）和多层（右）

       将噪声开关节点与从底部开始绕组的端子相连接，（图2，L1，端子B），即可减小单层电感器的电容耦合。端子底部在物理上更靠近电路板，与连接到绕组顶部的端子相比，电路板上的接地层具有更好的屏蔽性。要减小多层电感器的电容耦合，可将噪声开关节点连接到从内向外开始绕组的端子（图2，L2，端子D）。这样，可通过从外部绕组线圈的安静VOUT部分，有效屏蔽线圈的噪音部分。

       原理图上的虚线端子（图1中的L）通常表示线圈内部绕组的开端。这是应该连接到开关节点以降低EMI的端子。也就是说，同名端并非总是适用于每个供应商或每个电感器；但是，您可简单地将电感器旋转180°以查看结果是否有所改善。

结果：使用德州仪器LMR33630-Q1在13.5-VIN，5-VOUT，3-AOUT，400-kHz双层电路板上旋转电感器，可使FM频段提高了8dBμV。平均检测结果从108 MHz处的15dBμV（比Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques[CISPR] 25 Class 5限值低3dBμV) 提高到7dBμV（比CISPR 25 Class 5限值低11dBμV）。