DCDC的开关节点SW能打孔吗？

上篇《DCDC的Layout终极奥义》中，我举的BUCK的例子，给出了我自己的布局走线方式。

然后有两位兄弟留言说，他们会将Buck输入滤波电容按照最近的方式放置，开关节点SW打孔走出去，也就是下面这两种方式的右边那种。

这两种方式最大的区别就是SW的处理不一样，我之前也有想过，不过我无法确定哪种方式更好，因为各有优劣势，我不是很清楚影响有多大。

下面说下我的一些想法。

关于要让Buck的输入环路最小这一点，大家也都是同意的，问题就在于要不要做到极致？

留言的两位兄弟倾向于做到极致，那么就是输入滤波电容直接跨接到Vin和GND上，然后开关节点SW打孔换层，然后再打孔回来。这样的好处是做到了输入环路最小了，坏处是顶层SW打孔换层，然后再打孔换回顶层。

那么SW到底要不要打孔呢？或者能不能打孔呢？

首先我们要明白为什么有这个问题存在？或者说考虑了哪些方面才会觉得SW打孔不好？

它存在的原因，是因为开关节点SW的电压是矩形波，在开关切换的时候，dV/dt很大，有很多的高频谐波分量，所以容易引起EMI问题。

但是如何引起EMI问题，我一直是不太明白。

怎么说呢？关于EMI，我们估计都有听说这么一句话：

dI/dt或者dV/dt很大的时候，会意味着存在很多的高频分量，很容易引起EMI问题。

dI/dt很大导致EMI问题，这个相对来说好理解一点。电流会产生磁场，那么在这个环内产生的磁场会随电流变化而变化，dI/dt越大，那么环内的磁场也会剧烈变化，磁生电，电生磁，就形成电磁辐射了，这个辐射也叫做差模辐射，这种无意中形成的环形的辐射装置可以看成是环路天线。

我前面说我不太明白，就是我无法像电流环辐射那样，让dV/dt在脑子里面构成一幅辐射的图景。

不过就在上次我发了文章之后，也有一个兄弟在留言区推荐了MPS的一个视频。名称叫“MPS汽车电子中DCDC芯片的EMI设计”。

B站网址是这个（清晰度更高）：

https://www.bilibili.com/video/BV1k64y1D76C

MPS官网也有（可以下载课件）：

https://www.monolithicpower.cn/cn/support/videos/webinar-20200320-dcdc-emi.html

视频确实很不错，举了很多例子，兄弟们可以看看。

视频里面有下面这一张图：

这个图给了我启发：这个SW节点Layout一般是一块铜皮，与其它的导体（比如长的金属导体，或者是线缆—比如电源线）形成寄生电容，也就是说这个SW快速变化的电压会耦合到这些线材或是导体上面。

当然了，也会耦合到其它地方，只不过线缆一般比较长，是一个很好的天线，这种辐射一般叫共模辐射，最终它在我脑子里面大致是这样的。

这有什么用呢？

我们要减少辐射，那么就要减小SW的面积，这样SW与线缆之间的寄生电容就更小，耦合到线缆的噪声电压也就越小了，因此可以降低辐射。从这个角度来说，Layout我们尽量减小SW的面积。

当然，另一方面，SW节点也是要流过大电流的，过流能力是必须要保证的，走线不能太细。

总的来说，就是要减小不必要的SW的铜皮，比如下图，右边这个铺铜就不好。

回到SW打孔的问题，SW打孔走线，必然比直接连接电感有更大的面积，也就是会增加共模辐射的风险。

这里还有一点值得说明下，有人会认为：SW打过孔，会有寄生电感存在，这个不好。

其实这是没有关系的，很容易看出来，这个寄生电感是跟原本就有的功率电感是串联到一起的，那么这个过孔电感就可以合并到原来的功率电感里面，仅仅只是让原来的功率电感感量增大了一丢丢，这个自然没有什么影响。

或者用一个兄弟留言的话说：这个SW过孔就相当于是免费增大输出电感了。

总的来说，文章前面提到的2种Buck的Layout情况

SW不打孔，输入滤波电容稍微绕一下：输入环路没有做到最小，差模辐射会大些。

SW打孔，输入滤波电容最近：输入环路做到了最小，但是SW的面积必然会加大，共模辐射可能会大些。

至于具体用哪种，我觉得不用过多纠结，随便挑一个就行，本来就不一定超标，其它相关的注意事项注意了，一般也不会有问题。

以上就是我个人的理解，如果有不同意见或者是补充，可以留言指出。

推荐PCB-Gerber分析小工具

1、它可以模拟出实物的效果，下面展示下

2、它可以分析PCB板的缺陷：包括开短路，最小线宽，线距等等，还能准确定位到具体位置。

3、它可以直接导入PCB源文件，也可以导入Gerber文件进行分析，也就是说不用每次都导入Gerber文件进行分析。可以支持导入PCB源文件，包括Allegro，Pads，AD等常用软件。

4、可以一键导出Gerber文件，坐标文件，也可以导出丝印图pdf文件等等。

DFM工具（PC客户端）下载链接：

https://dfm.elecfans.com/uploads/software/promoter/hqdfm_ly0112.zip

最近这个软件也出了web版本，不想下载客户端的可以使用网页版（网页版体验一般，最好下载客户端版本）

网页版地址：

https://dfm.elecfans.com/viewer/

这个软件菜单都是中文的，基本上打开，看下菜单就会用吧。如果需要用到更多功能，这里有个视频教程：

链接：

https://pan.baidu.com/s/1MoEraza2P0mHnlVQmXCmrg

提取码：

0iq9

工具很不错，谁用谁知道，哈哈哈！！

往期精彩内容：

1、DCDC的Layout终极奥义

2、手撕Buck！Buck公式推导过程

3、手撕Boost！Boost公式推导及实验验证

DCDC的开关节点SW能打孔吗？相关推荐

用DC-DC 升压降压以及产生负电压的原理及应用
文章目录前言一.Boost和Buck电路二.实际使用 1.DC-DC芯片 2.DC-DC芯片产生负电压前言在设计电源电路时经常会用到升压降压和负电压等电路,博主结合理论知识和实际应用加上自己 ...
buck同步整流sw点负压问题
buck同步整流sw点负压问题 1.前言 2. 产生原因 3. 影响 4.解决方法 5.buck同步整流逆流问题 5.1 产生原因 5.2 影响 5.3 解决方案 1.前言有人突然问我一个专业问题, ...
buck变换器设计matlab_2.5V/2A 高质量电源设计
本文是 21Dianyuan 社区原创技术文章,作者老余,感谢作者的辛苦付出. 一.题目要求 ▶基本指标: 1.输入电压 12V, 输出电压 2.5V,持续输出电流能力不小于 2A: 2.整版使用电容 ...
怎么区分开关电源的PFM与PWM模式？
原文来自微信公众号:工程师看海 DCDC开关电源有两种常见的工作模式,就是我们常听说的PWM模式和PFM模式,一种是普通工作模式,另一种是低功耗工作模式,本节以BUCK结构开关电源为例介绍二者工作的特 ...
BOOST电路的节点电压和电流分析
本文主要借助于Multism研究boost电路各个节点的电压电流波形,从而更好的理解boost的拓扑. 一.简单了解boost拓扑的工作原理图1-1 如上图所示,boost电路有两个工作过程:充电过 ...
同步降压电路PCB布局注意事项
设计大电流,高开关频率同步降压电路时,要想设计一个稳定可靠的系统,PCB布局显得尤为重要.对于大部分刚刚踏入硬件这个行业的工程师来说,往往会在PCB布局方面出很多问题. 1.输入电容回路如图红色圈圈 ...
【味觉模拟】重口味人士福利“智能咸味勺子”
简介:"咸味"微电流刺激参数为20-50uA的低频电流,本期会以咸味勺子为参考,介绍如何制作一款带咸味的勺子. 一.概述火锅.烧烤.小龙虾,人们在夜晚的时候,总会想要吃一些什么东 ...
DCDC电源SW电压尖峰过冲问题解析
BUCK电源SW电压尖峰过冲问题产生原因: (示波器正常测试时须关闭20M带宽限制) ① 器件本身的寄生电感以及寄生电容造成的,主要是电感电容器件的谐振频率. ② 功率电感自身的参数,如 ...
DCDC电源SW波形负压以及轻载振荡问题
一.SW负压问题 1.1 产生原因主要因为死区时间产生的,如图28所示,比较直观,BUCK拓扑结构的时候,经常会认为只有一个管子导通,要不上管,要不下管(CCM连续模式),但是随着DCM模式的使 ...

DCDC的开关节点SW能打孔吗？

DCDC的开关节点SW能打孔吗？相关推荐

最新文章

热门文章