電磁兼容(EMC)一直是電動汽車(EV)以及混合電動汽車和(HEV)系統(tǒng)關注的主要問題。傳統(tǒng)的內燃機(ICE)車輛本質上是機械的，而電子設備屬于機械動力裝置的配套。但是，EV和HEV卻大不相同。使用高壓電池，電動機和充電器將電能轉換為機械運動。這些高壓汽車系統(tǒng)很容易引起EMC問題。
然而PCB布局決定了每一個電源的成敗。它設置功能、電磁干擾 (EMI) 和熱行為。雖然開關電源布局不是一門“黑色”藝術，但在初始設計過程中往往會被忽視。然而，由于必須滿足功能和 EMI 要求，有利于電源功能穩(wěn)定性的因素通常也有利于其 EMI 輻射。還應注意，從一開始就做好布局不會增加任何成本，但實際上可以節(jié)省成本，無需 EMI 濾波器、機械屏蔽、EMI 測試時間和 PCB 板修訂。
此外，當多個 DC/DC 開關模式穩(wěn)壓器并聯以實現電流共享和更高的輸出功率時，可能會加劇潛在的干擾和噪聲問題。如果所有設備都以相似的頻率運行(開關)，則電路中多個穩(wěn)壓器產生的組合能量然后集中在一個頻率上。這種能量的存在可能會成為一個問題，特別是如果 PC 板上的其余 IC 以及其他系統(tǒng)板上彼此靠近并且容易受到這種輻射能量的影響。這在汽車系統(tǒng)中尤其令人不安，因為汽車系統(tǒng)中人口密集且通常靠近音頻、射頻、CAN 總線和各種雷達系統(tǒng)。
解決開關穩(wěn)壓器噪聲排放問題
在汽車環(huán)境中，開關穩(wěn)壓器通常在重視低散熱和效率的領域取代線性穩(wěn)壓器。此外，開關穩(wěn)壓器通常是輸入電源總線上的第一個有源元件，因此對整個轉換器電路的 EMI 性能有重大影響。
有兩種類型的 EMI 輻射;傳導和輻射。傳導發(fā)射在連接到產品的電線和跡線上傳播。由于噪聲局限于設計中的特定端子或連接器，因此通?？梢栽陂_發(fā)過程中相對較早地通過良好的布局或濾波器設計來確保符合傳導發(fā)射要求，如前所述。
然而，輻射發(fā)射是另一回事。板上所有承載電流的東西都會輻射電磁場。電路板上的每條走線都是天線，每個銅平面都是諧振器。除了純正弦波或直流電壓之外，任何東西都會在整個信號頻譜中產生噪聲。即使經過精心設計，在系統(tǒng)經過測試之前，設計人員也永遠不會真正知道輻射發(fā)射的嚴重程度。在設計基本完成之前，無法正式進行輻射發(fā)射測試。
濾波器通常用于通過衰減某個頻率或某個頻率范圍內的強度來降低 EMI。穿過空間(輻射)的一部分能量通過添加金屬和磁屏蔽來衰減。通過添加鐵氧體磁珠和其他濾波器來馴服 PCB 走線(傳導)上的部分。EMI 無法消除，但可以衰減到其他通信和數字組件可接受的水平。此外，一些監(jiān)管機構執(zhí)行標準以確保合規(guī)。
采用表面貼裝技術的現代輸入濾波器元件比通孔元件具有更好的性能。然而，這種改進被開關穩(wěn)壓器的工作開關頻率的增加所超越。由于更快的開關轉換，更高的效率、更低的最小接通和關斷時間導致更高的諧波含量。開關頻率每增加一倍，EMI 就會惡化 6dB，而所有其他參數(例如開關容量和轉換時間)保持不變。如果開關頻率增加 10 倍，則寬帶 EMI 的行為類似于具有 20dB 高發(fā)射的一階高通。
精明的 PCB 設計人員將縮小熱回路并使用盡可能靠近有源層的屏蔽接地層。然而，在去耦組件中充分儲存能量所需的器件引腳、封裝結構、熱設計要求和封裝尺寸決定了最小熱回路尺寸。更復雜的是，在典型的平面印刷電路板中，30MHz 以上走線之間的磁耦合或變壓器式耦合將減少所有濾波工作，因為諧波頻率越高，不需要的磁耦合就越有效。
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