pcb布局的关键:sw节点的电场和磁场?|深圳比创达emc(4)
pcb布局的关键:sw节点的电场和磁场?相信不少人是有疑问的,今天深圳市比创达电子科技有限公司就跟大家解答一下!
开关稳压器或功率变换器电路的开关节点是关键的传导路径,在进行pcb布局时需要特别注意。该电路节点将一个或多个功率半导体开关(例如mosfet或二极管)连接到磁能存储设备(例如电感或变压器绕组),其开关信号包含了快速切换的dv/dt电压和di/dt电流,它们很容易耦合到周围的电路上并产生噪声问题,可能导致pcb和系统无法满足严格的电磁兼容性(emc)要求。
本文将介绍最基本的开关节点波形,助您了解如何在pcb路由时确定适当的开关(sw)节点走线尺寸,并了解开关节点中电场(e场)和磁场(h场)产生的近场耦合效应。
pcb布局的关键:sw节点的电场和磁场?(4)接下来就跟着深圳比创达emc小编一起来看下吧!
一、sw节点的电场和磁场
开关节点走线由参考平面上方的pcb走线组成,可以看作是微带线的超短版本,尤其是在高频下。微带线阻抗可控,在高速传输线应用中用于数字、高速模拟和射频(rf)信号的传输。尽管开关节点和微带传输线在应用中传导的预期信号不同,但它们的几何结构对于时变电场和磁场仍表现出相似的特性。
图1显示了sw走线上的开关电压和时变电流所产生的电场和磁场。sw走线(宽度w)放置在返回平面上方高度为h的位置。电场线从sw走线的顶部、底部和侧面延伸出来。最强电场(尤其是在高频下)集中在走线底部和边缘最接近返回平面的位置。
图1: 开关节点的电场和磁场
在高频之下,电流出现在电场线终止于返回平面的地方。为了更好地控制电场并减少寄生近场耦合,应尽可能缩短返回平面和sw走线之间的距离(h),并尽可能加大sw走线与周围电路之间的距离。
sw走线中的纹波电流会在走线周围产生时变磁场。来自磁场的磁通量可以通过电路的互感耦合到附近的敏感电路中。与电场类似,限制磁场的最佳方法是最小化h,使返回平面尽可能靠近sw走线,同时增加sw走线与周围电路之间的距离。靠近sw节点放置一个专用的gnd返回平面将能够提供良好的磁场抑制能力。
二、结论
对任何开关稳压器或功率变换器电路,sw节点的布局都需要认真对待。了解sw节点波形、确定合理的sw走线尺寸并制定策略最大程度地减少近场耦合,这些都非常重要。
首先,我们要充分了解开关电压波形、电流波形和开关频率。然后根据最大电流需求确定sw走线宽度,并尽可能缩短sw走线长度。最后,在sw节点、周围的ic和电路之间留出足够的间距,以最大程度地减少近场耦合。当采用多层pcb堆叠时,始终将gnd返回平面直接置于sw走线下方,并确保走线尽可能靠近gnd平面。这将进一步降低来自sw节点的电场和磁场产生的近场耦合。
设计pcb布局时,遵循上述原则将有助于实现更好的emc设计!
综上所述,相信通过本文的描述,各位对pcb布局的关键:sw节点的电场和磁场都有一定了解了吧,有疑问和有不懂的想了解可以随时咨询深圳比创达这边。今天就先说到这,下次给各位讲解些别的内容,咱们下回见啦!也可以关注我司wx公众平台:深圳比创达emc!
以上就是深圳市比创达电子科技有限公司小编给您们介绍的pcb布局的关键:sw节点的电场和磁场的内容,希望大家看后有所帮助!
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