依舊自我介紹，張工，NPI 工程師，如果還不知道我具體是幹什麼的，歡迎看我的第一篇文章（主頁點進去即可）。
萬變不離其宗，作為 NPI 工程師，DFM 可製造性分析涉及的範圍非常廣，今天主要是關於：MI外圍電路濾波器/抑制EMI輻射
在上一篇文章講了電磁干擾傳導部分，這篇重點介紹輻射部分。
一、EMI常用外圍電路
除了確保PCB布局能夠滿足每個公司的內部要求，最常見的方法是使用安規電容來抑制噪聲，安規電容的連接有線連接和線對地量兩種。
安規電容是指當電容失效時，仍然可以保證電流隔離，並且不會有什麼危險。安規電容包括X電容和Y電容。
X電容跨接於線與線之間，常用於AC/DC轉換器中。
Y電容跨接在線對線和線對地之間，用於AC/DC 或 DC/DC 轉換器。
下表顯示了X和Y電容的類型。如下圖，區別在於隔離電壓能力，為了避免輸入或輸出接地時產生漏電流，Y電容的容值不要超過0.1uF。
二、安規電容常見的3種使用方式
1、方法一：連接初級側和次級側（（+Vin 至 +Vo / -Vin 至 -Vo））
最常見的輻射方法是在轉換器+Vin 至 +Vo 和 -Vin 至 -Vo 兩端連接 Y 電容，主要目的是將原邊的高頻開關或共模噪聲釋放到副邊。通過Y電容，可以避免輻射噪聲通過輸入線傳播。
2、方法二：連接初級側和次級側。（+Vin 至 -Vo / -Vin 至 +Vo）
在轉換器 +Vin 和 -Vo 以及 -Vin 和 +Vo 之間連接 Y 電容。和第一個方法差不多，主要目的是將原邊的高頻開關或共模噪聲釋放到副邊。
3、方法三：將初級側或者次級側連接到底板（輸入/輸出到底板）
對於鋁底板的轉換器，除了在輸入端和輸出端連接Y電容外，還要在輸入端和輸出端跨接Y電容到鋁底板。如下圖所示：
三、仿真測試
使用上圖1和圖2提到的DC-DC轉換器和Y電容來測試結果。
1、轉換器1：
- 輸入電壓：24V
- 輸出電壓：5V
- 輸出電流：3A
- 工作頻率：350kHz
下圖顯示了沒有Y電容的測試結果，可以看出主要輻射噪聲在30-200MHZ。
1）方法1的外圍電路
輸入濾波器為PI濾波器。C1、C2為4.7uF（50V、1206、MLCC），L1為4.7uH（TMPA0605S-4R7MN-D）。Y電容Cy1、Cy2為1500pF。
下面為測試波形，對比下圖可以看出來，30MHz到200MHz的噪聲有下降的趨勢。
2）方法2外圍電路
輸入濾波器為PI濾波器。C1、C2為4.7uF（50V、1206、MLCC），L1為4.7uH（TMPA0605S-4R7MN-D）。Y電容Cy1、Cy2為1500pF。
測試波形，和沒有波形相比，可以看出來，噪聲在30~200MHz範圍內略有下降。對比上面第一種，效果並不好。
使用圖1和圖3提到的帶有底板和Y電容的DC/DC轉換器來測試結果。
2、轉換器2：
- 輸入電壓：110V
- 輸出電壓：12V
- 輸出電流：5A
- 工作頻率：250kHz
下圖顯示了沒有Y電容的測試結果，可以看出主要輻射噪聲在30-200MHZ。
1）方法1的外圍電路
輸入濾波器為PI濾波器。C1、C3為100uF（200V，E-Cap），C2、C4為0.68uF（200V，1210，MLCC），L1為10uH（GSTD1265PE-100M）。Y 電容Cy1、Cy2為1000pF。
下圖是測試波形，與上圖相比，可以發現噪聲在30-200MHZ範圍內略有下降。
2）方法2的外圍電路
下圖為方法2的外圍電路，輸入濾波器為PI濾波器。C1、C3為100uF（200V，E-Cap），C2、C4為0.68uF（200V，1210，MLCC），L1為10uH（GSTD1265PE-100M）。Y電容Cy1、Cy2為1000pF。
下圖是測試波形，與沒有Y電容相比，可以發現噪聲在 30~200MHz 範圍內略有下降。同方法一，效果不好。
3）方法3的外圍電路
輸入濾波器為PI濾波器。C1、C3為100uF（200V，E-Cap），C2、C4為0.68uF（200V，1210，MLCC），L1為10uH（GSTD1265PE-100M）。Y電容Cy1~Cy2為1000pF。
下圖是測試波形，對比上面的2個圖可以看出30MHz到200MHz的噪聲有下降的趨勢。
從測試結果可以看出來：
- 對於30MHz~200MHz的噪聲抑制，方法1優於方法2。
- 對於PCB布局，方法1比方法2簡單。
- 對於帶有鋁基板的轉換器，需要結合方法1和3以獲得更好的EMI結果。
對於輻射部分，這裡展示了2種不同轉換器的3種連接方法，也總結了優缺點。可以參考測試結構進行微調或者調整合適的過濾器。