【经验】电源设计——差模滤波！
一、前言
电源基本是每个电子电路的核心部分之一，怎么做好一个电源的EMC设计，却是一个能困扰大部分硬件工程师很长时间的难题。一般的BUCK电路中，芯片的工作频率都会在几十KHz到几MHz，而这也是BUCK电路产生EMI问题的关键。（本文主要以BUCK电路为模型来分析差模滤波该怎么去设计！干货满满，请耐心看完，收获不浅）
二、差模滤波原理
能实现差模滤波的电路有很多，这里就以L式“π型滤波电路”为例进行分析；此差模电路为什么能实现滤波的原因：若L为1μH，（即10^-6）；C为1μF，则F约为159KHz。
串联滤波器件选择L是因为（XL=2πfL）电感通低频阻高频，BUCK电路的输入一般都是直流，频率较低，而BUCK电路自身的开关频率在整个频域上不是特别高，但是对于电感L来讲，是比较高的一个频率，能使得L在几十KHZ到几MHz下，呈现为一个高阻状态；反之，电容通高频阻低频，在这个频率范围下，电容会呈现一个低阻状态。
三、参数设计
因为此电路是一个低通滤波器，电感是串联器件，对于电流的大小比较敏感，而电感的通流能力越大，线径就需要越粗，因此在设计差模滤波电路的时候，建议先确定合适的L，再去计算合适的电容C。
这里计算LC的振荡频率的时候，不能直接让F=1/2π√LC等于BUCK电路的开关频率！一是因为振荡频率在这么高的频率不仅没有滤除原来的噪声，甚至滤波电路自身还会成为噪声源；二是因为我们测试频率是从几百KHz到几GHz，为了让滤波能力最大化，所以LC电路的频率需要“小于”电路的开关频率！
为了让电源输出的纹波比较稳定的同时，电源前端的LC滤波效果最大化，有关资料会推荐将LC的谐振频率取BUCK开关频率1/10来计算，因此计算L与C参数的时候，其计算公式与常规的算法上略有不同为“FLC=FSW/10=1/2π√LC”一般在此基础上，还对此滤波电路的滤波做加强，也就是在外围再加一对匹配电容，此电容为LC里的4倍容值大小（C11=4C1，C22=4C2）。
四、电路设计
前面描述了那么多，但是最关键的地方还是在PCB的Layout上面，布局不合理，有时候怎么调整都不会有明显的变化：
1.滤波不供地，左右电容的GND被迫分离，滤波效果不理想；
2.模块不紧凑，布局导致模块电路被迫分散，滤波效果不理想；
3.分地不彻底，后级GND绕过滤波电路回前级，滤波效果不理想；
想要让电源的EMI测试顺利，且测试数据漂亮，在Layout上不能少花时间。下图为一个实际测试，EMI效果良好的PCB布局，前端共模起抑制与隔离效果，因此共模底部与周边不可以放置铜皮；而差模滤波电路为例确保噪声的滤波效果最大化，放置GND的铜皮位置（也就是GND铺铜网络），选择在差模滤波后端，靠近电源芯片处，且前端布局不要让铜皮离滤波电路过近，这个位置的滤波电感最好选择屏蔽电感，可进一步优化滤波效果。
（此图为参考与推荐布局，实际布局还需自行根据结构、器件大小等其他因素来调整布局。）
五、实际案例
这是某个车载客户在测试VCE的时候，发现BUCK电路的400KHz频率超标，由于客户板内PCB没有差模滤波电路，所以飞了一个DEMO板来测试，最左侧数据是没有加措施的在75dB的位置；中间数据是加了一个8.2μH电感、左右各并一个2.2μF电容的测试数据，在58dB的位置；最右侧的数据是在上一个措施上再在左右两侧弥补一个10μF电容，在40dB的位置，测试得出的效果！
这是另一个车载客户在测试RE单极子天线的时候，发现测试BUCK电路的频率整体都比较高，这个电源芯片的工作频率也是400KHz，因为电源模块是客户外购的，电路部分当时不方便整改，也是在外围飞的DEMO板进行测试！
六、总结
电源EMI设计，这些滤波电路你在测试的时候，可以用不上或者用不着，但是不能没有，不然后期测试想调整的时候，没有位置也没有空间。此外，在考虑电源PCB布局的时候，一定要规划好电源的回路，不能给电源的回路过于开放，导致噪声路径不可控！
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型号- LI1806E800R-10,CPI1008K1R5R-10,LF1206A302R-10,28C0236-0JW-10,LI0402E800R-10,HZ0603C601R-10,HI0805P390R-10,MI0805K601R-10,IC1206B821R-10,MI1206L501R-10,HZ0603B751R-10,IC0603B820R-10,MI0805L301R-10,LI0603E151R-10,IC0805B222R-10,CM 41,LF1206E152R-10,CMX1211Z601B-10,MI0603J601R-10,CM 45,CM 44,CM0805A371R-10,28L0138-80R-10,HZ0805D102R-10,IC0805B102R-10,HI2220R181R-10,CM1812C282R-10,29F0428-0T0-10,29F0430-2SR-10,CM0805B361R-10,CF BEADS,CM5740Z171R-10,MI0805K110R-10,CM0805C161R-10,CM2824E352R-10,MI0603L221R-10,IC0805A333R-10,CM5740Z171B-10,CM2021Y330R-10,29F0818-0SR-10,LI0402E190R-10,CMX1616Z401B-10,IC0805A472R-10,CM4440Z121R-10,HZ0402A152R-10,HZ0603A102R-10,CPI0806KR68R-10,MI0402L100R-10,IC0603A152R-10,HI1206T500R-10,CMX1616Y222B-10,LI0805H151R-10,CM 21,HZ0603A222R-10,MI0603K300R-10,CM3032V201R-10,MI0805K400R-10,CM5740Z241B-10,MI1206K260R-10,CH 05,DA1206D301R-10,CM1206A601R-10,CPI0805F2R2R-10,HI0805P121R-10,MI1206L601R-10,MI0603J102R-10,28L0138-10R-10,HR2220P601R-10,CMX1616Z162B-10,28L0138-40R-10,HZ1206C202R-10,IC0603A821R-10,CM3822R201R-10,IC0603B181R-10,HI0603R300R-10,IC0805A223R-10,IC1206A103R-10,CPI0806J1R0R-10,CM4732V301R-10,MI0402K121R-10,HI2220P251R-10,29F0418-0SR-10,MI0805M221R-10,35F0121-1SR-10,CMX1211Z181B-10,HZ0402A182R-10,HZ1206E601R-10,CM 22 ARRAY,CMX1616Z112B-10,CPI1008KR82R-10,CF0805D670R-10,LF CM,HI0805Q310R-10,IC0603A102R-10,CM 05,MI0603K181R-10,MI0603J600R-10,CC2824E513R-10,CM3440Z171B-10,HI1612X560R-10,IC0805A821R-10,HI0805O121R-10,HI2220Q401R-10,MI0603J471R-10,HI0603N330R-10,CMX1211,CMX1616Z171B-10,HZ0402A601R-10,IC0805A183R-10,HZ0402B102R-10,HI0805R121R-10,CM3440Z171R-10,CM4545Z131R-11,CM4545Z131R-10,CH0805D900R-10,LI0603G121R-10,HZ0603D102R-10,CM3822R151R-10,CPI0805H1R2R-10,CPI1008K1R2R-10,LI0402E300R-10,LI0402E750R-10,CM2824E182R-10,IC0603B470R-10,28C0236-0EW-10,LI1812D121R-10,CM3032V121R-10,29F0430-4SR-10,IC1206B153R-10,CPI0806J1R8R-10,LI1206H151R-10,CM4545Z131B-10,HZ0603C651R-10,HI0805T500R-10,CC2824D225R-10,IC0805B331R-10,CF0504C121R-10,CMX1211X132B-10,29F0818-1SR-10,CC1812,LI0603G221R-10,LI1806C151R-10,CF0805D900R-10,HZ0805B252R-10,CPI0806KR82R-10,CC2824E105R-10,IC0805A272R-10,MI1206L391R-10,CMX1211Z321B-10,CM5441Z101B-10,CPI1008J4R7R-10,LF0805A252R-10,IC1206A333R-10,HR2220V801R-10,IC0805C680R-10,LI1806E101R-10,HZ0603A182R-10,LI0402B800R-10,28C0236-0BS-10,CM5022R201R-10,MI0805L601R-10,CF0805C221R-10,CC2824E253R-10,CC2824J502R-10,CPI0805G1R5R-10,CM2722R201R-10,HI0603O700R-10,LI0402C470R-10,IC0603A182R-10,29F0330-2SR-10,CPI0805E4R7R-10,CM2545X171R-10,HI2220P171R-10,29F0528-0T0-10,MI0603M121R-10,HZ0805G471R-10,HZ1206D102R-10,LI0603D301R-10,CM0805D900R-10,IC0603A103R-10,IC0805A822R-10,MI1206K900R-10,CM3822R800R-10,CM4732V201R-10,CC2824E474R-10,HI1806N910R-10,28F0181-1SR-10,CC2824E113R-10,CM5022R151R-10,HI1206T161R-10,LI0805H400R-10,HI2220R151R-10,CM2824B103R-10,CPI0805H1R0R-10,LI0805G201R-10,CPI1008K1R0R-10,MI0603L301R-10,DA1206E300R-10,IC0805A153R-10,CPI1008J2R2R-10,LI0402E600R-10,HI3312X101R-10,CM3032V301R-10,MI1806J800R-10,HI1206N800R-10,MI0805L331R-10,HZ1806K102R-10,CM 40 ARRAY,CPI0806J1R5R-10,HZ0603B471R-10,IC0603A681R-10,CM2545X171B-10,HZ0805E601R-10,HI0805N600R-10,CPI0805JR47R-10,HZ0603B102R-10,CM0805B501R-10,HZ0805B272R-10,29F0418-1SR-10,IC0805B332R-10,LI0805G301R-10,MI0805J102R-10,HI2220R301R-10,LI0603B201R-10,HZ0603A252R-10,CM2824E702R-10,IC0603A472R-10,LI0402C221R-10,LI0805H121R-10,HI0805N310R-10,HI1806T600R-10,HI2220T101R-10,CPI0806KR47R-10,28C0236-0DW-10,DA1206D600R-10,CM0805C221R-10,CC2824,29F0303-0T0-10,CPI0806J3R3R-10,HZ1206E152R-10,MI0603K471R-10,CC2824B475R-10,HI2220P701R-10,CC2824E471R-10,28L0138-70R-10,CPI0805E3R3R-10,DA1206B601R-10,CM0805C601R-10,IC1206B331R-10,CPI0805G1R8R-10,35F0121-0SR-10,CM5441Z161B-10,CM1206C161R-10,HZ0805D152R-10,28C0236-0BW-10,IC1206A332R-10,CPI0806J1R2R-10,CPI1008KR68R-10,HI2220P601R-10,CPI0805JR68R-10,MI1812K121R-10,CM 32 ARRAY,HI0805R800R-10,IC0805A681R-10,CMX1616X282B-10,HI1206N680R-10,HZ0603B112R-10,HI2220P551R-10,CC1812C513R-10,CPI1008K1R8R-10,CM5022R800R-10,CMX1211Y801B-10,LI0402B301R-10,28L0138-50R-10,HI0805N221R-10,28F0121-1SR-10,IC0805C470R-10,LF1206C202R-10,CPI0805IR82R-10,DA1206B102R-10,IC1206A472R-10,MI1206K601R-10,CM6032V201R-10,HI0603N300R-10,HZ0603A152R-10,CM4440Z111R-10,HI0603P600R-10,HZ0603C152R-10,LI0603G800R-10,IC0805B101R-10,CM5441Z161R-10,CMX1211Z680B-10,HI1812T800R-10,MI0603J680R-10,28F0121-0SR-10,HZ0805C202R-10,CM6032V301R-10,CPI0806J2R2R-10,CM3421Y600R-10,CPI0806J4R7R-10,HI1206N101R-10,LI0402D121R-10,LI0805H750R-10,29F0328-0T0-10,DA1206C121R-10,MI1206K310R-10,LI0402C220R-10,HR2220V701R-10,CM2722R151R-10,IC0805A103R-10,CPI1008KR47R-10,CM2722R800R-10,LI1206H121R-10,CMX1616Z701B-10,CF0504C900R-10,HI2220P271R-10,CF0805D121R-10,CPI1008J3R3R-10,IC1206B183R-10,LI0603E470R-10,CMX1211W182B-10,IC0805B182R-10,HI1206P121R-10,HI1812V101R-10,29F0429-0T0-10,IC0805B122R-10,HZ0805B222R-10,MI1210K600R-10,29F0318-1SR-10,CF0805D181R-10
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型号- LC-AC01C2
电子商城
现货市场
服务
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实验室地址： 深圳 提交需求>
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最小起订量： 1 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
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授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
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授权代理品牌：机械电子元件
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