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關于開關電源之PCB設計過程中的EMC/EMI仿真淺析
來源:東莞市成良智能科技
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作者:666power
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發(fā)布時間: 2167天前
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由于開關電源之PCB板上的電子器件密度越來越大，走線越來越窄，走線密度也越來越高，信號的頻率也越來越高，不可避免地會引入EMC（電磁兼容）和EMI（電磁干擾）的問題，所以對開關電源等電子產品的電磁兼容分析以及應用就非常重要了。
由于開關電源之PCB板上的電子器件密度越來越大，走線越來越窄，走線密度也越來越高，信號的頻率也越來越高，不可避免地會引入EMC（電磁兼容）和EMI（電磁干擾）的問題，所以對開關電源等電子產品的電磁兼容分析以及應用就非常重要了。
開關電源之PCB設計中的對EMC/EMI的分析目標信號完整性分析包括同一布線網(wǎng)絡上同一信號的反射分析，阻抗匹配分析，信號過沖分析，信號時序分析等等；對于鄰近布線網(wǎng)絡上不同信號之間的串擾分析。在信號完整性分析時還必須考慮布線網(wǎng)絡的物理拓撲結構，PCB介質層的電介質特性和介電常數(shù)以及每一布線層的電氣特性。現(xiàn)在已經(jīng)有了抑制電子設備和儀表的EMI的國際標準，統(tǒng)稱為電磁兼容（EMC）標準，它們可以作為PCB設計者布線和布局時抑制電磁輻射和干擾的規(guī)則，對于軍用電子產品設計者來說，標準會更嚴格，要求更苛刻。對于由多塊PCB板通過總線連接而成的系統(tǒng)，還必須分析不同PCB板之間的電磁兼容性能以及接口電路和連接器的EMC/EMI性能。
開關電源之EMC/EMI的仿真需要用到仿真模型EMC/EMI分析要了解所用到的元器件的電氣特性，之后才能更好地具體模擬仿真。目前應用較多的有IBIS和SPICE模型。IBIS（I/O Buffer Interface Specification），即ANSI/EIA-656，是一種通過測量或電路仿真得到，基于V/I曲線的I/O緩沖器的快速而精確描述電氣性能的模型。
應用EMC/EMI仿真來提高開關電源之PCB設計的質量在PCB布局布線結束后，做成電路板之前對電路設計進行EMC/EMI的分析和模擬仿真。同時依據(jù)實際電路的動態(tài)工作頻率分析信號的強度、時延等特性。如果設計的PCB中含有與外部的接口，IC上外加了散熱器或電路本身功耗大時，必須進一步進行電磁輻射的模擬仿真分析。對于高速電路有必要進行布線網(wǎng)絡的傳輸線分布參數(shù)分析。
同時，開關電源的IC內部也要充分考慮到EMC/EMI的問題。目前，大部分芯片廠商都會處理好IC內部的EMC/EMI的問題。但廣大的設計者也應當留意芯片中可能存在的問題，同時將EMC/EMI的解決在板極上做到極致。
開關電源的工程師們可以利用仿真工具，并有效綜合設計經(jīng)驗，可以更好地提高開關電源之PCB板等產品的質量和產品的可靠性。