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抑制物联网产品中DC-DC转换器EMI的一些技术
抑制物联网产品中DC-DC转换器EMI的一些技术
抑制各种来源的物联网设备中的EMI敏感性对于确保您的新产品能够按设计工作至关重要。同样，如果您希望IoT产品符合EMC法规，则应限制其杂散发射。在您下一个产品的各种辐射EMI来源中，还应控制设备自身内部的EMI，以防止信号和电源完整性问题。
物联网设备中的电源可能是辐射和传导EMI的问题源，尤其是开关DC-DC转换器，它们通常以MHz开关频率运行。最有可能的是，您将在电路板上使用多个DC-DC转换器。如果未执行一些用于过滤噪声和隔离接收器的重要步骤，则来自这些转换器的EMI可能会干扰无线接收器。您可以在布局过程中采取一些基本设计步骤，以减少DC-DC转换器的EMI并屏蔽IoT PCB中其他敏感电路免受辐射和传导EMI的影响。
它从您的堆叠开始
像大多数信号完整性和电源完整性问题一样，DC-DC转换器的EMI降低始于正确的堆叠设计。物联网设备的功能丰富的板可能会使用至少6层的板，以便为布线，电源和接地层以及板表面上的组件提供足够的空间。层数不如各个层的布置重要。较新的手机已经完全弯曲或完全弯曲，因为它们为更大的电池提供了额外的空间。
由于您的DC-DC转换器电路位于表层，因此您需要在表层的正下方包括一个接地平面，并使其尽可能地大。这还将为表层上的其他信号提供一个具有低环路电感的合适参考平面。一些用于较旧的DC-DC转换器的数据表建议在输出电感器之前切掉输出走线周围的接地平面的一部分。尽管这对于使用较低开关频率并以较高信号电平运行的旧式转换器可能是不错的选择，但从EMI的角度来看，这在较新的IoT /移动设备中是不利的。
在内部层上，将电源平面放置在接地平面附近，以提供足够的平面间电容来进行去耦。除了明智地放置去耦电容器外，这种安排还将有助于减少电源总线上的振铃。这也允许在内部层中进行带状线布线。除了在层结构中利用屏蔽之外，叠层设计的目标还应该是使PDN阻抗尽可能低，以抑制EMI振铃。
隔离
隔离有两种形式：距离和屏蔽。使用接地屏蔽可以隔离具有高电流输出的开关电源是防止辐射EMI引起附近具有大环路电感的数字电路中意外开关的明显解决方案。如果IoT产品依靠电池运行并且使用电量保守，则可能不需要在您的IoT产品中使用屏蔽罐。任何不太强烈的传导噪声都可以被滤除（这是输出电容器的一种用法）。
取而代之的是，您可以使用接地的铜粉或通过围栏在不同区域之间分隔电路板上的重要功能块。请注意，通孔栅栏通常经过优化，可抑制单个波长（通常与开关稳压器中的拐点频率相对应的频率）的辐射EMI。由于您的目标是抑制辐射EMI干扰无线接收器，因此应将接收器电路放置在远离转换器的位置。虽然转换器会产生一些辐射，但当接收器离转换器较远时，这些辐射的强度在接收器处会降低。
智能手机PCB中的屏蔽
选择正确的组件
DC-DC转换器电路中的组件在提供EMI抑制方面起着重要作用。您应使用具有足够高的自谐振频率的电容器（高于调节器中PWM信号的拐点频率），以确保它们提供所需的电容性阻抗。您的电感器也应采用屏蔽形式，以便更好地限制磁场。
大型集成电路制造商已主动设计出外形尺寸小，成本合理的低EMI DC-DC转换器。TI，Analog和NXP开发了DC-DC转换器，将输出电感器直接集成到封装中。您还可以将所需的输入和输出电容器直接放在封装的旁边，以确保低电感环路，或者这些组件将这些电容器包括在IC封装内。当您的设计软件允许您搜索制造商零件编号并将这些组件导入到库中时，您可以轻松地将这些组件包括在电路板上。
您可以实现此证明，以减少DC-DC转换器，EMI，当您在使用功能强大的PCB设计和分析工具的所有设计建议的Altium Designer ®。这套完整的设计工具以统一的规则驱动设计引擎为基础，可确保您的布局在创建电路板时符合基本和高级设计规则。您还将拥有一整套用于分析信号完整性并为制造商准备可交付成果的工具。