1 简介

在过去十年中，世界各地的电气化程度迅猛提升。电动汽车、以太阳能 PV 和 III 型及 IV 风能为形式的清洁能源、数据中心、更高效的电源等需求激增，设计人员竞相开发尖端设计，同时不断优化这些设计，以获得更好的性能、更低的成本和更小的外形尺寸。美国政府在这一领域设立了高标杆，其能源部要求企业在这些不同领域取得新的里程碑式成果，例如到 2025 年实现 100kW/L 高电压电源设计功率密度目标（为 2030 年和 2035 年设定了更严格的目标），同时目标成本低至 $1.80/kW，目标效率高达 98%。此外，能源部还为多家公司提供拨款和激励措施来进行相关领域的研发，以确保美国在这些领域仍然具备竞争优势。

这些目标并不容易实现。由于外形尺寸不断缩小，元件必须不断靠近彼此放置，因此设计问题变得更加复杂，还包括更加繁琐的热管理以及电磁干扰处理。在这些系统中，通常有多个场效应晶体管 (FET) 器件以相对较高的功率量进行开关，该功率量足以产生近场发射，从而影响附近的其他电气元件。设计师以往通过将敏感元件战略性地放置在远离这些有意辐射源的位置来潜在地缓解这些问题，这种能力已不复存在。如今必须开发出能有效使 PCB 上的集成电路和元件具备抗 EMI 能力 的设计，以实现期望规格所提出的高目标。

在本文中，TMCS112x 和 TMCS113x 系列器件用作推导抗 EMI 电路设计方法的示例。在引脚级检查了这些元件，以确定其衰减共模和差模形式噪声的能力。我们还检查和讨论了布局，因为高频域中的布局变得至关重要。在尝试本文中讨论的技术之前，需要遵循正确的布局指南并很好地优化布局，因为使用铁氧体磁珠和滤波器只能在一定程度上校正信号，并且通常涉及设计权衡，包括但不限于系统损耗、精度、额外的布板空间（继而导致功率密度损失）和额外成本。

请注意，此分析主要侧重于传导发射，为了获得出色的性能，还需要检查辐射发射分析。分析也仅在 TMCS 器件的低压侧执行，可能需要在器件输入的高压侧进行额外的噪声分析，以确保器件达到为特定设计所规划的性能。