ZHCAAB5 September 2020 TPS55288 , TPS55288-Q1 , TPS552882 , TPS552882-Q1
我们可通过紧凑的布局最大限度地减小关键环路面积 A,但是,这种方法会受到元件物理尺寸的限制。为了获得低 EMI,我们可采取的其中一项重要措施便是在开关环路下添加接地平面。将整层 GND 覆铜平面置于开关环路下方即可为电路建立无源屏蔽。根据楞次定律,屏蔽层中的电流会产生一个磁场来抵消原有开关回路磁场。结果是磁通量减少,因此等效环路面积将减小,EMI 性能将提高。
在包含接地平面的多层 PCB 中,给定环路的近似电感可通过Equation3 计算:
根据Equation3,我们可以看到,接地平面越宽越大,信号环路电感就越小。接地平面和信号环路之间的绝缘厚度越薄,也会使电感减小。
表 2-1 给出了不同 PCB 板上给定环路的电感。我们可以看到,对于信号层和接地平面之间绝缘厚度为 0.4mm 的 4 层 PCB,布线电感比 1.6mm 厚的 2 层 PCB 小得多。因此,放置一个与关键环路距离最小的实心接地平面是降低 EMI 的有效方法之一。
PCB |
h (mm) |
Wg(mm) |
L(nH) |
---|---|---|---|
2 层 PCB |
1.6 |
10 |
4.8 |
4 层 PCB |
0.4 |
10 |
1.2 |
图 2-3 所示为 2 层 PCB 和 4 层 PCB 的横截面。图 2-4 所示为 2 层 PCB 的辐射 EMI 结果,图 2-5 所示为 4 层 PCB 的辐射 EMI。层叠方式和 PCB 横截面与图 2-4 所示类似。元件放置方式和测试条件均相同时,4 层 PCB 的辐射 EMI 减少了 15dBuV/m 以上。