PCB布局示例：MPQ443x系列

MPQ443x 系列產(chǎn)品均為40V 同步降壓變換器，具有低工作靜態(tài)電流和 1A 至 3.5A的輸出電流，非常適合汽車和工業(yè)應(yīng)用。

MPQ4430 IC (U1) PCB 的頂部具有對(duì)稱的 CIN 組 (C1A-C1D)。這些電容的 GND 直接連接到 IC PGND 引腳，即底部 FET 的源極。這一片本地 GND 區(qū)域噪聲較大。在元件側(cè)，這片 GND 區(qū)域與其他任何GND 區(qū)域都沒有直接的連接，唯一的連接處就是通過通孔連接到DC/DC 電路下方層中的GND 區(qū)域。在這種配置中，來自功率級(jí)的高 di/dt 電流被限制在元件側(cè)。最高電流密度位于 VIN 和 PGND 之間走線的內(nèi)邊緣，如示例中的綠色橢圓所示（見圖 5）。

VIN通過通孔連接到第 3 層。由于通孔存在電感，輸入電流的高頻部分仍留在頂部。CIN9 抑制了 IC 上的這個(gè) VIN 節(jié)點(diǎn)；但由于它的高度為 6mm ，并且陰極連接到GND，因此也阻斷了來自 SW 節(jié)點(diǎn)和線圈的部分E場(chǎng)輻射。

頂部 DC/DC 模塊周圍的切口將所有高頻電流保留在該區(qū)域內(nèi)。如果沒有切口，則一小部分熱回路電流仍會(huì)在 PCB 的邊角處流動(dòng)，從而使該區(qū)域產(chǎn)生噪聲。

高 dV/dt SW節(jié)點(diǎn)連接到電感，而電感通常較大并會(huì)輻射出電場(chǎng)。對(duì)大多數(shù)電感而言，如果其繞組起點(diǎn)連接到 SW 節(jié)點(diǎn)，則電場(chǎng)輻射會(huì)較低。

減少線圈電場(chǎng)輻射的方法之一是在線圈兩側(cè)放置輸出電容（C2A 和 C2B）。當(dāng)電容與線圈一樣高或更高時(shí)，效果最佳。一般而言，相比更大、更高的線圈，尺寸較小、更加扁平的電感具有更好的EMC 性能。

經(jīng)過EMC 優(yōu)化的PCB，其內(nèi)層 1 為 GND層。該層應(yīng)放置在頂部下方 70µm 處（見圖 6）。該 GND 區(qū)域噪聲較大。在DC/DC 模塊周圍 的GND 區(qū)域做切口，可防止剩余電流在連接器和濾波器組件下方層的邊緣流動(dòng)。切口應(yīng)為兩個(gè)狹長(zhǎng)的開口，準(zhǔn)確開在 VIN 和 VOUT 被路由到下層DC/DC 電路的位置，以提供預(yù)設(shè)的本地返回路徑。測(cè)試結(jié)果：30MHz 至100MHz傳導(dǎo)發(fā)射

在 fSW = 470kHz 且頻譜擴(kuò)展調(diào)制 (SSFM) 條件下，30MHz 至 108MHz 的傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試結(jié)果約為 0dBµV，僅比系統(tǒng)噪聲高幾分貝。

MPQ4431帶0805 2.2µH 電感和兩個(gè) 0805 輸出電容、且開關(guān)頻率為 470kHz ，它在沒有額外屏蔽或 SSFM 的條件下也通過了低頻 RE 單極測(cè)試

結(jié)語(yǔ)

布局及其寄生元件也是電路的組成部分。對(duì)PCB進(jìn)行優(yōu)化可以實(shí)現(xiàn) DC/DC 變換器的低 EMI。審慎的元件布置和電路板布局將有助于滿足汽車行業(yè)嚴(yán)格的 EMC 規(guī)范，MPS 的 MPQ4431 降壓變換器就是一個(gè)良好的范例。