1.1 DC-DC拓扑
工作原理：开关式DCDC，利用电容/电感储能的特性，通过开关管(BJT,MOSFET)进行开关动作，将电能储存在电容/电感里，当开关管断开时，电能释放给负载。
1.2 DC-DC分类
①激励方式：自激式和它激励式
②调制方式：脉宽调试和频率调制
③隔离方式：隔离式与非隔离式
④承受电硬力：硬开关和软开关
⑤开关同步方式：同步开关与异步开关
⑥储能电感连接：串联型与并联型
1.3 Buck DC-DC工作原理
MOS管导通时，输入源电流流经MOS管对电感进行储能，流经电感电流开始上升，同时有一部分能量传递到输出端，此时二极管承受反向电压而不导通。
MOS管关断时，输入源不再提供能量，电感产生反向感应电压，使得二极管导通，电感储存的能量通过二极管形成的续流回路传递到输出端，流经电感电流开始下降。
1.4 Buck DC-DC电流分析
▲ 输入电流不连续，输出电流连续
1.5 Boost DC-DC工作原理
MOS管导通时，电流流经MOS管对电感进行储能，流经电感电流开始上升，此时SW节点电压为MOS管压降，二极管承受反向电压而不导通，能量不传递到输出端，输出端能量由电容提供。
MOS管关断时，电感储存的能量通过二极管传递到输出端，同时直流输入源也对负载提供能量，流经电感电流开始下降。
1.6 Boost DC-DC电流分析
▲ 输入电流连续，输出电流不连续
1.7 Buck/Boost DC-DC电流分析
降压Buck功能实现：Q1、Q3管导通，Q2、Q4管关断，完成Buck电路开通环路；Q2、Q3管 导通，Q1、Q4管关断完成Buck电路续流环路。
升压Boost功能实现：Q1、Q4管导通，Q2、Q3管关断，完成Boost电路开通环路；Q1、Q3管导通，Q2、Q4管关断完成Boost电路续流环路。
二、EMC问题产生原因分析
2.1 EMC问题产生原因
①电感磁场：电感磁场空间辐射耦合、电感磁场产生的涡流效应；
②开关噪声：MOS管开关噪声、二极管续流开关噪声；
③电流环路设计：电感磁场空间辐射耦合；电感磁场产生的涡流效应；
④反馈信号设计：反馈电路设计、反馈环路；
⑤开启控制信号设计：EN脚开启电压设置、EN脚控制信号布线；
⑥寄生参数影响：功率器件寄生参数、PCB寄生参数、器件+PCB寄生参数、结构装配寄生参数；
2.2 开启控制信号（EN脚）
EN脚是控制DC-DC芯片开关控制引脚，其控制电平的稳定行是DC-DC芯片可靠工作的重要条件；当控制电平设置在芯片开启电压的边界值，抗扰度测试开启电平波动偏离芯片门限电压，则会出现DC-DC芯片误关闭的情况，引起输出电压跌落，导致后端用电设备工作异常。
2.3 开启控制信号（EN脚）设计案例
▲ EN脚驱动电压偏低，雷击浪涌测试后端芯片工作异常
▲ EN脚偏置电压设置偏低，静电放电测试后端电路工作异常
2.4 反馈信号设计
反馈信号是根据负载轻重反馈给芯片内部运放，调节开关控制的信息窗口；反馈信号本身工作不稳定，反馈给芯片的信息就是错误的，会导致芯片误调整，引起输出电压的跌落或者升高，后端用电设备会因电压波动出现工作状态异常，甚至损坏。
2.5 反馈信号稳定性影响因素
①反馈信号电路设计：分压电阻参数设计、前馈电容补偿、FB引脚增加电容滤波；
②反馈信号PCB设计：反馈信号取电位置、反馈信号两侧增加地线屏蔽、反馈信号采用差分布线、反馈信号环路面积最小化、反馈信号远离强干扰源；
反馈信号稳则输出电压稳，输出电压稳后面设备工作安全
2.6 电感磁场辐射
“工”字型非磁屏蔽电感，当脉动电流流过时就会产生磁场辐射，低频磁场在附近的信号回路、磁性元件（共模电感、差模电感）产生感应电压与感应电流，造成信号干扰、或者引发其他问题；低频磁场穿过附近金属平面时会产生涡流效应，涡流噪声不能有效消除，则会产生严重的辐射问题。
2.7 电感磁场耦合案例
▲ 右图 共模电感绕线末端分绕时电源端传导测试数据
▲ Buck电感与共模电感互感引起电源端传导问题
▲ 共模电感绕线末端双线并绕时电源端传导测试数据
2.8 电感磁场产生涡流效应案例
▲ Boost电感靠近金属挡板
▲ Boost电感用铝箔屏蔽接地
▲ 电感磁场产生涡流效应案例
2.9 电流环路
高频电流环路的近场磁场强度要高于电感附近的动态信号SW；高频电路环路形成的磁场大小取决于环路面积和电流大小 。
高频电流环路面积越小，磁场对消效果就越好；反之，高频电流环路面积越大，磁场对消效果就越差，空间辐射就越强。
电流环路案例
▲ 电流环路案例（一）
▲ 电流环路案例（二）
2.10 开关噪声
工作原理：功率器件工作于开关状态时，di/dt环路会产生磁场，dv/dt节点会产生电场；高频电流环路（high Fre loop)和高频开关节点（SW Note）分别产生交变磁场与交变电场，从而引发严重的空间辐射问题。
2.11 开关节点振铃产生原因分析
①开关节点上冲振铃产生原因分析：MOS管开通时，续流二极管寄生电容CB3被充电，寄生电感LB3、LB4积蓄能量，当SW动态节点的电压等于输入电压时，积累在LB3、LB4中的能量与CB3电容产生LC串联谐振，从而产生上冲振铃干扰。
②开关节点下冲振铃产生原因分析：MOS管关断时，续流二极管导通，电感中会有电流持续流过，开关MOS管寄生电容CB1被充电，续流二极管寄生电容CB3放电，当输出电压≦SW动点电压时，开关MOS管的寄生电容CB1停止充电，储存在寄生电感LB3、LB4的能量与CB1组成LC串联谐振，产生下冲振铃噪声干扰。
2.12 寄生参数与寄生振荡
▲ Buck DC-DC寄生参数图示
▲ Boost DC-DC寄生参数图示
①PCB寄生电感降低高频旁路效果，也是寄生振荡产生的重要原因之一；②功率器件寄生电容提供高频电流耦合路径，寄生电容也是寄生振荡产生的重要原因之一；③PCB寄生电容引发近场耦合；④高频旁路电容与PCB寄生电感引发的寄生振荡；
2.13 寄生参数影响
▲ 寄生参数影响（一）
▲ 寄生参数影响（二）
三、EMC问题调试技巧
3.1 EMC问题调试技巧
A：输出电压问题 调试技巧；
B：环路面积问题 调试技巧；
C：电感磁场问题；
D：开关噪声；
E：寄生参数、寄生振荡；
3.2
输出电压跌落调试技巧
DC-DC输出电压跌落：①EN脚对策：EN脚增加高频滤波电容、上拉电源调整、EN脚控制信号防护设计、分压电阻参数调整；
②反馈电路对策：反馈引脚增加对地高频电容、反馈信号增加前馈电容、反馈分压电阻比例调整；
③输出电压稳定对策：增加电解电容补偿、增加稳压二极管、增加储能元件；
3.3 环路面积调试技巧
①开通环路面积调试：Buck开通环路调试、Boost开通环路调试、Buck/Boost开通环路；
②关断环路面积调试：Buck续流环路调试、Boost关断环路调试、Buck/Boost关断环路；
③主功率环路面积调试：环路低频磁场辐射、共环路耦合；
④功率器件RC吸收环路：开关MOS管RC吸收、二极管RC吸收；
⑤高频环路调试：开通高频环路、关断高频环路、环路中增加磁珠；
⑥寄生环路调试：开通环路寄生环路、关断环路寄生环路、SW动点寄生环路、主功率环路寄生环路；
3.4 电流环路调试技巧
▲ Buck DC-DC电流环路最优设计
▲ Boost DC-DC电流环路最优设计
电流环路最优设计：开通环路面积、关断环路面积、主功率环路面积最优设计；高频环路面积、SW动点面积最优设计。
3.5 寄生环路调试技巧
▲ Buck DC-DC寄生环路简单分析
▲ Boost DC-DC寄生环路简单分析
寄生环路调试：寄生环路主要是SW动点对参考地之间分布电容引起的；寄生参数谐振后改变原来设计的电流环路，而产生新的电流环路。
3.6 共电流环路耦合
▲ 右图 RJ45 信号环路与电源环路存在共地环路耦合
①两个电流环路拥有共同的路径，弱信号被强信号干扰，干净信号被噪声信号耦合；②共电流环路耦合是干扰问题产生的主要形式之一，也是传导测试超标的重要原因之一。
3.7 开关噪声调试技巧
①驱动调节：开通驱动、关断驱动、抖频功能、驱动频率；
②功率器件吸收：MOS管RC吸收、二极管RC吸收、尖峰电压钳位；
③噪声耦合控制：SW动点噪声控制、近场耦合控制、滤波器衰减；
④功率器件选型：MOS管选型、二极管选型、封装选型；
3.8 开关噪声钳位
▲ 开关噪声钳位
3.9 电感磁场问题调试技巧
①更换磁屏蔽电感、②距离控制：③金属屏蔽
电感磁场问题调试技巧：磁屏蔽电感防止磁场泄露，切断磁场耦合路径；距离控制，通过空间衰减磁场强度；利用磁场穿过金属产生涡流效应，涡流磁场与原来磁场互相抵消原理。
3.10 寄生参数与寄生振荡调试技巧
寄生参数：器件寄生参数、PCB寄生参数、结构寄生参数、组合寄生参数；
寄生振荡：改变器件寄生参数、改变PCB寄生参数、改变结构寄生参数、增加阻尼；
3.11 传导问题
①电源端传导问题：A电感空间碰场辐射：使用磁粉屏蔽电感、与AC电源输入端拉开间距；
B输出电源环路低频磁场辐射：与AC电源输入端拉开间距、袁减环路中低频嗓声电流；
C共电源阻抗耦合：调整PCB布线采用点对点布线方式、衰减输入电源线上的低频噪声电流；
②电信端传导问题：A共电源阻抗耦合：调整PCB布线采用点对点布线方式、衰减输入电源线上的低频噪声电流；
B共地环路耦合：电信信号环路与DC-DC输入噪声分开、袁减输入电源线上的低频噪声电流、DC-DC电路远离外部端子放置；
C电信端电路参数调整：Bob Smith电路参数调整、Bob Smith电路电容接地点选择、电信差分信号与Buck 电感距离控制、Buck电感使用屏蔽电感；
3.12 辐射问题
①环路面积问题：开通环路面积控制、续流环路面积控制、开通高频旁路环路面积、续流高频旁路面积；
②寄生参数影响：开关MOS管寄生电容、PCB布线寄生电感、同步MOS管寄生电容、动态线分布电容、续流二极管寄生电容；
③滤波设计：开关环路或者缕流环路增加高频磁珠、同步开关MOS管RC吸收、开关MOS管RC吸收、输入供电电源滤波设计、续流二极管RC吸收；
④寄生振荡：开关MOS寄生电容与PCB布线寄生电感振荡、续流二极管寄生电容与PCB布线寄生电感振荡、同步开关MOS管寄生电容与PCB布线寄生电感、PCB布线寄生电感与高频旁路寄生振荡；
四、EMC设计要点分析
4.1 EMC设计
①原理图设计：RC吸收设计、高频旁路设计、磁珠正确应用、滤波与防护设计；
②PCB设计：PCB布局设计、PCB叠层设计、PCB布线设计；
4.2 Buck DC-DC电路设计要点说明
▲ 功率器件吸收电路
▲ 磁珠正确使用
Buck DC-DC电路设计要点说明：功率器件RC吸收电路、正确的使用磁珠、高频旁路电容的使用
4.3 Boost DC-DC电路设计要点说明
▲ 功率器件吸收电路
▲ 磁珠正确使用
Boost DC-DC电路设计要点说明：功率器件RC吸收电路、正确的使用磁珠、高频旁路电容的使用；
4.4 DC-DC电路外部连接滤波与防护设计
DC-DC电路外部连接滤波与防护设计：静电放电防护与雷击浪涌防护、差模雷击防护与共模雷击浪涌防护、差模滤波与共模滤波，高频滤波与低频滤波设计；
4.5 DC-DC电路原理图设计与PCB设计检查表
▲ DC-DC电路原理图设计与PCB设计检查表
4.6 PCB最优设计展示
▲ Buck DC-DC最优PCB设计展示
▲ Buck/Boost DC-DC最优PCB设计展示
最优PCB设计要求：环路面积设计最小化、PCB寄生电感最小化、SW动点信号面积最小化；
五、内容总结
①DC-DC工作原理及电流环路分析：DC-DC拓扑结构、DC-DC分类、工作原理 、DC-DC电流环路分析；
②DC-DC EMC问题产生原因分析：反馈信号、开启控制信号、电感磁场辐射、环路设计、开关噪声、寄生参数与寄生振荡；
③DC-DC EMC问题调试技巧：输出电压问题、电感磁场、开关噪声、寄生参数与寄生振荡、环路问题；
④DC-DC EMC设计要点分析：原理图设计、PCB设计；
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