一、DC/DC基础与EMC概述

1.1 DC/DC工作原理——说白了就是能量搬运

DC/DC转换器，说白了就是把一个直流电压变成另一个直流电压。你想想看，电池3.7V要变成1.8V给芯片供电，或者5V要升到12V给传感器供电，靠线性稳压器效率太低，这时候就得DC/DC上场了。

我刚开始做电源设计那会儿，总觉得DC/DC就是个开关加电感，没什么难的。结果第一次做项目，板子一上电，纹波大得吓人，隔壁射频工程师直接跑过来问我是不是在搞干扰实验。嗯，从那以后我再也不敢小看DC/DC了。

DC/DC的核心原理其实就三个字：斩波、储能、滤波。开关管高速通断，把直流电切成方波，然后通过电感和电容把能量平滑地输出去。常见的拓扑有Buck（降压）、Boost（升压）、Buck-Boost（升降压），咱们做EMC设计时，最常打交道的就是Buck和Boost。

1.2 EMC基本概念——别让你的板子变成干扰源

EMC，电磁兼容性，说白了就是两件事：你的设备不能干扰别人，别人也不能干扰你。前者叫EMI（电磁干扰），后者叫EMS（电磁抗扰度）。

我见过太多工程师，做设计时只管功能跑通，EMC测试一上就傻眼。有一次一个同事的板子，功能完美，结果去认证实验室，辐射发射超标15dB，回来改了三版才过。你说亏不亏？

EMC问题分两类：

• 传导干扰：通过电源线、信号线传播，频率范围一般150kHz-30MHz
• 辐射干扰：通过空间电磁波传播，频率范围30MHz-1GHz以上

DC/DC的EMC问题，主要来自开关管的高速切换。你想想看，一个MOS管在几纳秒内完成导通和关断，电流变化率dI/dt和电压变化率dV/dt都极大，这些高频分量就是EMC问题的根源。

1.3 DC/DC的EMC问题来源——揪出三个"元凶"

DC/DC的EMC问题，我总结下来有三个主要来源：

1.3.1 开关节点的高频振荡

开关管导通和关断时，寄生电感和寄生电容会形成LC谐振回路，产生高频振铃。这个振铃的频率通常在几十MHz到几百MHz，是辐射发射的主要贡献者。

我记得有一次做一款12V转3.3V的Buck电路，开关频率500kHz，结果在80MHz附近测到很强的辐射尖峰。查了半天，发现是SW节点的寄生电感跟MOS管的输出电容谐振了。后来在SW节点加了一个RC snubber，问题就解决了。

1.3.2 输入输出回路的高频电流

DC/DC的输入和输出电流不是连续的，而是脉动的。这些脉动电流流经PCB走线时，会产生差模和共模干扰。

• 差模干扰：电流在输入/输出回路中流动，形成环路天线
• 共模干扰：电流通过寄生电容流向地平面或机壳，形成共模辐射

你想想看，输入回路如果走线太长，环路面积太大，那不就是个天线吗？我见过一个案例，工程师把输入电容放得离IC很远，结果辐射超标，把电容挪到IC旁边，问题就解决了。就这么简单。

1.3.3 寄生参数的影响

PCB上的走线、过孔、焊盘都有寄生电感和寄生电容。高频下，这些寄生参数会严重影响电路性能。

寄生参数	来源	影响
寄生电感	走线、过孔、封装引线	引起电压尖峰、振铃
寄生电容	走线之间、走线与地平面	形成共模耦合路径
寄生电阻	走线、接触电阻	增加损耗、发热

1.4 小结——打好基础再上路

这一章咱们聊了DC/DC的工作原理、EMC的基本概念，以及DC/DC的EMC问题来源。说白了，DC/DC的EMC设计，就是跟高频开关噪声做斗争。你理解了噪声从哪里来，才能知道怎么去抑制它。

下一章，我会跟大家聊聊DC/DC的EMC设计策略，包括布局布线、滤波、屏蔽等实战技巧。到时候我会拿几个我实际做过的项目案例来讲解，保证干货满满。