开关电源的PCB板中的EMC问题

caroline11

说起开关电源的难点问题，PCB布板问题不算很大难点，但若是要布出一个精良PCB板一定是开关电  源的难点之一（PCB设计不好，可能会导致无论怎么调试参数都调试布出来的情况，这么说并非危言  耸听）原因是PCB布板时考虑的因素还是很多的，如：电气性能，工艺路线，安规要求，EMC影响等  等；考虑的因素之中电气是最基本的，但是EMC又是最难摸透的，很多项目的进展瓶颈就在于EMC问  题；下面从二十二个方向给大家分享下PCB布板与EMC。

一、熟透电路方可从容进行PCB设计之EMI电路
上面的电路对EMC的影响可想而知，输入端的滤波器都在这里；防雷击的压敏；防止冲击电流的电阻  R102（配合继电器减小损耗）；关键的虑差模X电容以及和电感配合滤波的Y电容；还有对安规布板影  响的保险丝；这里的每一个器件都至关重要，要细细品味每一个器件的功能与作用。设计电路时就要考  虑的EMC严酷等级从容设计，比如设置几级滤波，Y电容数量的个数以及位置。压敏大小数量选择，都  与我们对EMC的需求密切相关，欢迎大家一起讨论看似简单其实每个元器件蕴含深刻道理的EMI电  路。

二、电路与EMC：（最熟悉的反激主拓扑，看看电路中哪些关键地方蕴含了  EMC的机理）
上图的电路中打圈几部分：对EMC影响非常重要（注意绿色部分不是的），比如辐射大家都知道电磁  场辐射是空间的，但基本的原理是磁通量的变化，磁通量涉及到磁场有效截面积，也就是电路中对应的  环路。电流可以产生磁场，产生的是稳定的磁场，不能向电场转化；但变化的电流产生变化的磁场，变  化的磁场是可以产生电场（其实这就是有名的麦克斯韦方程我用通俗语言来说），变化的电场同理可产  生磁场。所以一定要关注那些有开关状态的地方，那就是EMC源头之一，这里就是EMC源头之一(这里  说之一当然后续还会讲到其它方面）； 比如电路中虚线环路，是开关管开通和关断的环路，不仅设计  电路时开关速度可以调节对EMC影响，布板走线环路面积也有着重要的影响！另二个环路是吸收环路  和整流环路，先提前了解下，后面再讲！

三、PCB设计与EMC的关联
1.PCB环路对EMC的影响非常重要，比如反激主功率环路，如果太大的话辐射会很差。  
2.滤波器走线效果，滤波器是用来滤去干扰的，但若是PCB走线不好的话，滤波器就可能失去应  该有的效果。  
3.结构部分，散热器设计接地不好会影响，屏蔽版的接地等；  
4.敏感部分与干扰源头过近，比如EMI电路与开关管很近，必然会导致EMC很差，需要有清晰的  隔离区域。  
5.RC吸收回路的走线。  
6.Y电容接地与走线，还有Y电容的位置也很关键等等！

等等。先想到这说这些，后续会具体讨论，先起个引子。  下面举一个小例子：

如上图中虚线框，X电容引脚走线做了内缩的处理，大家可以学习下，如何让电容引脚走线外挂（采用  挤电流走线）。这样X电容的滤波效果才能够达到最佳状态。

四、PCB设计之准备事项：（准备充分了，方可设计步步稳健，避免设计推翻  重来）
大致有以下的一些方面，都是自己设计过程会去考虑，所有的内容跟别的教程无关，都是只是自己的经  验总结。

1.外观结构尺寸，包括定位孔，风道流向，输入输出插座，需要与客户系统匹配，还需要与客  户沟通装配上的问题，限高等等。  
2.安规认证，产品做哪种认证，哪些地方做到基本绝缘爬电距离要留够，哪些地方做到加强绝  缘留够距离或开槽。  
3.封装设计：有没有特殊期间，如定制件封装准备。
4.工艺路线选定：单面板双面板选择，或是多层板，根据原理图及板子尺寸，成本等综合评估。  
5.客户的其他特殊要求。

结构工艺相对会更灵活，安规还是比较固定的部分，做什么认证，过什么安规标准，当然也有一些安规  是很多标准中通用的，但也有一些特殊产品比如医疗会比较严苛。  为了新入门工程师朋友们不至于眼花缭乱；  接下来列出些普遍产品通用的,下面是对于IEC60065总结出来的具体布板要求，针对安规需要牢记，碰  到具体产品要会针对性处理：

1.输入保险丝焊盘制件的距离安规要求大于3.0MM，实际布板按照3.5MM（简单说保险丝前按照  3.5MM爬电距离，之后按照3.0MM爬电距离）  
2.整流桥前后安规要求2.0MM，布板按照2.5MM。  
3.整流后安规一般不做要求，但是高低压间根据实际电压大小留距离，习惯400V高压留2.0MM  以上。  
4.初次级间安规要求6.4MM(电气间隙），爬电距离按照7.6MM为最佳。（注意这个跟实际输入  电压相关，需要查表具体计算，提供数据仅供参考，以实际场合为准）  
5.初次级用冷地，热地标识清晰；L，N标识，输入AC INPUT标识，保险丝警告标识等等都需要  清晰标出。

大家对上面有疑问的，也可以讨论，互相学习！ 再次重申实际安规距离跟实际输入电压相关以及工作  环境有关，需要查表具体计算，提供数据仅供参考，以实际场合为准；