一种改善DC‑DC开关电源EMI的载板设计方法与流程

本发明公开一种载板设计方法，涉及电源管理领域，具体地说是一种改善dc-dc开关电源emi的载板设计方法。

背景技术：

开关电源就是靠调节占空比来调节输出电压。控制开关管的信号称为pwm波，可以由芯片或者单片机产生。dc-dc是指直流-直流变换，是靠控制开关管的开通与关断来控制输出电压与输入电压的比例。开关管的导通时间占导通与关断整个周期的比例称为导通占空比。dc-dc开关电源具有功耗小、效率高、体积小、重量轻以及稳压范围宽等许多优点，广泛应用于工控、军工、通信以及电力等领域。由于dc-dc开关电源内部含有emi滤波器，该类器件在dc-dc开关电源内部会产生较强的噪声干扰，影响同一供电网络中敏感电子系统的正常工作，严重时会导致周围的电子设备功能紊乱，使通讯系统发生传输数据错误、出现异常的停机和报警等情况。而本发明提供一种改善dc-dc开关电源emi的载板设计方法，根据gjb151和gb9254标准对于传导测试的要求，测试频段基本包含在10khz～30mhz内，根据dc-dc开关电源emi的噪声影响机理，采用薄型表面贴装器件的有源滤波器，对emi的输入正极及回路与接地金属板构成的环路，及输入正极和其回路构成的环路进行改造，减少共模扼流圈和差模扼流圈的体积，衰减传导共模噪声和差模噪声，可对差模噪声提供可达80dbμv的衰减，可对共模噪声提供可达60dbμv的衰减，并且节省宝贵的电路板空间，而且避免无源器件在特定频率下产生谐振降低滤波性能的问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的不足和问题，提供一种改善dc-dc开关电源emi的载板设计方法，

本发明提出的具体方案是：

一种改善dc-dc开关电源emi的载板设计方法，在dc-dc开关电源的载板上，当dc-dc开关电源输出功率已定时,采用薄型表面贴装器件的有源滤波器，对输入正极及回路与接地线构成的环路，及输入正极和其回路构成的环路进行改造，减少共模扼流圈和差模扼流圈的体积，衰减传导共模噪声和差模噪声。

所述方法在dc-dc开关电源的载板预留可变的余量位置。

所述方法预留输入正极及输入负极之间的位置，用于连接电容增强差模滤波。

所述方法预留有源滤波器的输出正极与地线之间位置及输出负极与地线之间位置，用于连接电容增强共模滤波。

所述方法预留dc-dc开关电源模块的输出正极与地线之间位置及输出负极与地线之间位置，用于连接电容增强共模滤波。

一种改善dc-dc开关电源emi的载板，利用上述的方法设计所得。

所述的载板预留可变的余量位置。

所述的载板预留输入正极及输入负极之间的位置，用于连接电容增强差模滤波。

所述的载板预留有源滤波器的输出正极与地线之间位置及输出负极与地线之间位置和/或预留dc-dc开关电源模块的输出正极与地线之间位置及输出负极与地线之间位置，用于连接电容增强共模滤波。

本发明的有益之处是：

本发明提供一种改善dc-dc开关电源emi的载板设计方法，在dc-dc开关电源的载板上，当dc-dc开关电源输出功率已定时,采用薄型表面贴装器件的有源滤波器，对emi的输入正极及回路与接地金属板构成的环路，及输入正极和其回路构成的环路进行改造，减少共模扼流圈和差模扼流圈的体积，衰减传导共模噪声和差模噪声；利用本发明方法可对差模噪声提供可达80dbμv的衰减，可对共模噪声提供可达60dbμv的衰减，节省了宝贵的电路板空间，而且避免无源器件在特定频率下产生谐振降低滤波性能的问题。

附图说明

图1本发明载板的框架示意图；

图2本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明提供一种改善dc-dc开关电源emi的载板设计方法，在dc-dc开关电源的载板上，当dc-dc开关电源输出功率已定时,采用薄型表面贴装器件的有源滤波器，对emi的输入正极及回路与接地线构成的环路，及输入正极和其回路构成的环路进行改造，减少共模扼流圈和差模扼流圈的体积，衰减传导共模噪声和差模噪声。

同时利用上述方法，提供一种改善dc-dc开关电源emi的载板。

结合附图及具体实施，对本发明做进一步说明。

dc-dc开关电源在运行时不可避免的会产生emi噪声,emi噪声按照其影响机理分为共模噪声和差模噪声。对于dc-dc开关电源来说，差模噪声是其噪声电流在输入正极和其回路构成的环路中流动产生的，其环路面积较小，噪声频率通常低于1mhz，而共模噪声是其噪声电流在输入正极及回路与接地金属板或金属机箱或参考接地板等构成的环路中流动产生的，其环路面非常大，噪声频率高于1mhz。

利用本发明方法，采用薄型表面贴装器件的有源滤波器emi，对输入正极及回路与接地线构成的环路，及输入正极和其回路构成的环路进行改造，减少共模扼流圈和差模扼流圈的体积，达到衰减传导共模噪声和差模噪声的目的。其中薄型的表面贴装器件，显著减少共模扼流圈和差模扼流圈的体积，可有效衰减传导共模（cm）和差模（dm）噪声，符合传导噪声测量的gjb151bemi要求，并提供对差模噪声高达80db的衰减以及对共模噪声高达60db的衰减。

并且，参考图1利用本发明方法可以在dc-dc开关电源的载板预留可变的余量位置：

其中预留预留输入正极及输入负极之间的位置，用于连接电容cb1增强差模滤波；

预留有源滤波器emifliter的opi正极与地线之间位置及opi负极与地线之间位置，用于连接电容cy1～cy2增强共模滤波；还可预留dc-dc开关电源模块的输出正极与地线之间位置及输出负极与地线之间位置，用于连接电容cy3～cy4增强共模滤波。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种改善DC‑DC开关电源EMI的载板设计方法，涉及电源管理领域；在DC‑DC开关电源的载板上，当DC‑DC开关电源输出功率已定时,采用薄型表面贴装器件的有源滤波器，对EMI的输入正极及回路与接地金属板构成的环路，及输入正极和其回路构成的环路进行改造，减少共模扼流圈和差模扼流圈的体积，衰减传导共模噪声和差模噪声；利用本发明方法可对差模噪声提供可达80dBμV的衰减，可对共模噪声提供可达60dBμV的衰减，节省了宝贵的电路板空间，而且避免无源器件在特定频率下产生谐振降低滤波性能的问题。

技术研发人员：徐成焱;陈乃阔;李萌;张廷银
受保护的技术使用者：山东超越数控电子有限公司
技术研发日：2017.06.21
技术公布日：2017.09.08