各位大佬好,想请教一个反激电源 PCB 设计的问题。
目前板子上开关 MOS 管的 D 极到变压器原边绕组的走线,布线时线宽画得偏细。现在为了提升这条路径的载流能力、同时加强散热,打算在这段走线上开窗镀锡,通过堆焊锡来等效增加线路厚度。
想请教下,这种在 MOS 漏极高压开关节点处开窗加厚走线的做法,对电源的辐射干扰(EMI)影响大吗?会不会因为相当于增大了开关节点的铜箔面积,反而恶化辐射发射?有没有什么需要注意的设计细节?
各位大佬好,想请教一个反激电源 PCB 设计的问题。
目前板子上开关 MOS 管的 D 极到变压器原边绕组的走线,布线时线宽画得偏细。现在为了提升这条路径的载流能力、同时加强散热,打算在这段走线上开窗镀锡,通过堆焊锡来等效增加线路厚度。
想请教下,这种在 MOS 漏极高压开关节点处开窗加厚走线的做法,对电源的辐射干扰(EMI)影响大吗?会不会因为相当于增大了开关节点的铜箔面积,反而恶化辐射发射?有没有什么需要注意的设计细节?
这个点是主要emi干扰源,环路画的小可以减少emi,我我想增加载流和散热,不知道会不会增加emi,大家有尝试过吗!
这肯定会产生可测量的影响。MOSFET的漏极是你主要的高$dV/dt$节点。通过露铜和堆锡,你实际上增大了表面积,并改变了走线的三维几何形状。这会直接增加对机壳或邻近平面的寄生电容,从而推高你的共模噪声。如果你为了快速搭建的桌面原型而必须这么做,请尽量缩小露铜面积。但老实说,调整缓冲电路,或者干脆用更紧凑的布局重新打板,才是通过EMC合规更稳妥的选择。
这个问题要分两面看。开窗镀锡确实会增大开关节点的有效铜箔面积,理论上会增加对地的寄生电容,dv/dt不变的情况下位移电流 i=C·dv/dt 会增大,辐射有恶化的可能。
但实际效果取决于你原来走线有多细。如果原来走线已经严重发热,说明线阻过大,开关波形的振铃和尖峰可能已经因为阻性压降被恶化了。这时候加厚走线降低阻抗,反而可能改善开关波形质量,抵消面积增大的负面效应。
建议你先对比一下开窗前后D极的实测波形,重点关注振铃幅度和频率变化。另外开窗区域尽量只覆盖走线本体,不要连到大面积铺铜上去,控制好"有效面积"的增量。
哥们,原边线宽画细了就直接重新 Layout 啊!指望堆焊锡来增加载流本来就是个伪命题。焊锡的导电率只有铜的十几分之一,你想达到等效的载流能力,那得堆多厚?而且 D 极那段走线本来就是 EMI 重灾区,环路画得小是一方面,节点面积也要尽量小。你现在为了散热强行搞大,回头 EMC 实验室跑一趟,测试费都够你重新打十次板子了。听人劝吃饱饭,加宽走线、用 2oz 铜厚才是正道。
我之前为了给一个65W反激式适配器降温,就试过这个一模一样的“偏方”。它有没有加剧EMI?绝对是,尤其是在30-50 MHz频段。那些厚薄不均的波峰焊料简直就像一个完美的小型边射天线。最后我们不得不稍微增大栅极电阻来放缓开关沿,仅仅是为了通过辐射测试,而这彻底抵消了我们当初加焊料带来的散热收益!千万别指望这招。
从辐射机理上讲,只要严格控制开窗范围、不扩大原有走线的平面面积,对 EMI 的影响其实很小。
开关节点的辐射发射,本质是高 dv/dt、di/dt 回路形成的环路天线效应,以及节点寄生电容对外的共模耦合。镀锡加厚只是增加了走线的纵向厚度,并不会增大水平方向的辐射等效面积;反而因为导体截面积变大,走线寄生电感和电阻略有降低,理论上开关尖峰还能稍微收一点。
真正要警惕的是手工堆锡时焊锡溢出,变相拓宽了走线、扩大了开关节点的铜箔面积,这才会导致高频段辐射上升。另外建议保留走线与参考地之间的足够间距,避免寄生电容增加。