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22個(gè)方向分享開(kāi)關(guān)電源PCB設(shè)計(jì)與EMC之間關(guān)聯(lián)（二）
日期：2024-10-18 14:46
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10、EMC整改心得體會(huì)
均為個(gè)人理解，或許與傳統(tǒng)資料教材有差異，請(qǐng)自己斟酌，反正我覺(jué)得很多通用的教材結(jié)果沒(méi)我自己總結(jié)的使用，自夸了。想說(shuō)的很多，可能有些亂，都是實(shí)踐出來(lái)的!
一.EMC產(chǎn)生以及測(cè)試時(shí)測(cè)得的結(jié)果如何去理解：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是如何對(duì)癥下藥，很多情況拿到**輪測(cè)試結(jié)果，怎么將結(jié)果和電源去對(duì)照分析;主題思路如下：
1.針對(duì)傳導(dǎo)，測(cè)試范圍標(biāo)準(zhǔn)15K-30M，常見(jiàn)的EN55022是150K起。傳導(dǎo)的源頭是怎么產(chǎn)生的呢?針對(duì)低頻，主要是開(kāi)關(guān)頻率以及其倍頻(后續(xù)有圖解)，這種從源頭是無(wú)法解決的，開(kāi)關(guān)頻率是無(wú)法消除的...
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10、EMC整改心得體會(huì)
均為個(gè)人理解，或許與傳統(tǒng)資料教材有差異，請(qǐng)自己斟酌，反正我覺(jué)得很多通用的教材結(jié)果沒(méi)我自己總結(jié)的使用，自夸了。想說(shuō)的很多，可能有些亂，都是實(shí)踐出來(lái)的!
一.EMC產(chǎn)生以及測(cè)試時(shí)測(cè)得的結(jié)果如何去理解：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是如何對(duì)癥下藥，很多情況拿到**輪測(cè)試結(jié)果，怎么將結(jié)果和電源去對(duì)照分析;主題思路如下：
1.針對(duì)傳導(dǎo)，測(cè)試范圍標(biāo)準(zhǔn)15K-30M，常見(jiàn)的EN55022是150K起。傳導(dǎo)的源頭是怎么產(chǎn)生的呢?針對(duì)低頻，主要是開(kāi)關(guān)頻率以及其倍頻(后續(xù)有圖解)，這種從源頭是無(wú)法解決的，開(kāi)關(guān)頻率是無(wú)法消除的，當(dāng)然你可以改變開(kāi)關(guān)頻率，那也只是將測(cè)試結(jié)果移動(dòng)了，并沒(méi)有真正意義上消除。只能通過(guò)濾波器來(lái)解決，一般來(lái)說(shuō)對(duì)于低頻采用R10K這種高磁通材質(zhì)有很好的效果，磁環(huán)大小跟你功率有關(guān)系，一般達(dá)到10MH感量，甚至更大到20MH，配合Y電容一般能很好解決，低頻不是難點(diǎn);真正的難點(diǎn)是高頻，個(gè)人認(rèn)為，高頻的起因就復(fù)雜多了，有開(kāi)關(guān)導(dǎo)致，有變壓器可能，也有電感的可能，也就就是一切存在開(kāi)關(guān)狀態(tài)的地方都可能存在(怎么判斷具體位置，后續(xù)講解)，這里需要一番摸索;找到源頭未必源頭能解決，可能有改善，還是的配合濾波器。針對(duì)高頻，采用低磁通材質(zhì)，如鎳鋅環(huán)，感量一般都是UH級(jí)別的，配合合適Y電容(比較復(fù)雜的電源，建議布板時(shí)多留幾個(gè)Y電容位置，方便整改);
2.一些配合手段，很多教材都提到增大X電容判斷差模還是共模，有一定意義可能現(xiàn)實(shí)幫助不大，設(shè)計(jì)時(shí)一般我們X電容都會(huì)放到合適的值。并且增大X電容就能解決差模問(wèn)題，也是瞎扯，所以很多教材都是提供一定意義指導(dǎo)，個(gè)人覺(jué)得沒(méi)什么用。我覺(jué)得比較好的手段有幾個(gè)：1.對(duì)照接地和不解地總結(jié)差異，不接地可能更差，原因是系統(tǒng)構(gòu)造的傳導(dǎo)途徑少了;也可能有改善，說(shuō)明是通過(guò)地回路傳導(dǎo)到端口。具體解決措施，針對(duì)電路接地的點(diǎn)Y電容進(jìn)行調(diào)節(jié)以及加磁珠。2.在輸入端口套磁環(huán)，若套低U環(huán)有改善，調(diào)節(jié)**級(jí)濾波電感。3復(fù)雜的系統(tǒng)注意EMI電路的屏蔽措施。若措施都沒(méi)什么效果，反省PCB設(shè)計(jì)，這方面在PCB設(shè)計(jì)中會(huì)講到。
3.針對(duì)輻射：必須找出源頭去解決，觀測(cè)**次測(cè)試結(jié)果，若是30M附近超出，跟接地相關(guān)，系統(tǒng)上找接地，并且要判斷測(cè)試時(shí)是否接地良好，有時(shí)候輸入線都有影響。2.40M-100M以內(nèi)，一般是MOS管開(kāi)通關(guān)斷引起，有時(shí)后為了現(xiàn)場(chǎng)不好直接判斷是開(kāi)通還是關(guān)斷，可針對(duì)性整改觀測(cè)結(jié)果去驗(yàn)證(當(dāng)然這都得花錢(qián)，后續(xù)會(huì)講解如何用示波器去判斷，這可是密招)。3 100M以上多為二極管引起，整改二極管吸收電容，大功率的有的可能是同步整流，更改MOS管吸收環(huán)路，記住有時(shí)候調(diào)整C時(shí)還得配合R整改。
要說(shuō)的太多，后續(xù)針對(duì)具體實(shí)例去補(bǔ)充吧，先手打這么多，反正我打的夠辛苦，能引起共鳴很難，畢竟每個(gè)人的整改經(jīng)歷差很多，就當(dāng)給新人朋友一些啟示吧，后續(xù)會(huì)舉例說(shuō)明!
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11、布板走線之濾波電容走線
濾波電容的走線對(duì)濾波效果有至關(guān)重要的作用，走的不好，可能失去其應(yīng)有的濾波效果。
圖一是副邊整流濾波走法，使二個(gè)電容效果分?jǐn)偅苊?*個(gè)電容在整流回路中失效。
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圖二為輸出濾波電容走線，一定不要外掛(也就是被旁路掉)，走的不好輸出紋波很差。
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12、LLC電路的布板與EMC
?LLC電路大家*熟悉不過(guò)了，虛線圓圈是驅(qū)動(dòng)電路，在電路設(shè)計(jì)時(shí)緊靠MOS管放置，也就是說(shuō)IC提供的驅(qū)動(dòng)只需要引二根線拉到驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路離MOS管近，避免**擾(同時(shí)走線時(shí)也要注意驅(qū)動(dòng)干擾到敏感信號(hào)，既是敏感信號(hào)也是干擾源);一旦驅(qū)動(dòng)**擾電源可想而知。
同理同步整流的MOS管驅(qū)動(dòng)也要離同步整流管近，設(shè)計(jì)原理圖時(shí)像此圖這樣放就能很好理解，假如你將這電路給PCB工程師布板，他就很直觀如何布局走線，你若是畫(huà)得很亂，很多PCB工程師對(duì)電路理解得布透徹可能就容易布錯(cuò)板。
另外：原邊有一個(gè)重要的環(huán)路，PFC電容與MOS管以及變壓器，諧振電感，諧振電容構(gòu)成的環(huán)路面積小;
副邊整流濾波環(huán)路同樣重要，電容的走線之前講過(guò)，也很重要;
走線時(shí)注意高低壓的距離，有些地方電壓是浮動(dòng)的，必須當(dāng)作高壓來(lái)對(duì)待，比如上管驅(qū)動(dòng)以及對(duì)應(yīng)的參考電壓。
至于EMC方面LLC的開(kāi)通是軟開(kāi)關(guān)，開(kāi)通對(duì)EMC幾乎沒(méi)有影響，重點(diǎn)關(guān)注是關(guān)斷速度的快慢對(duì)EMC影響;還有MOS管結(jié)電容并的電容對(duì)EMC影響很大，選擇電容不合適，或是不加(MOS管自身也有結(jié)電容)對(duì)EMC都可能有影響，這是重點(diǎn)注意的地方;此圖沒(méi)有Y電容，在MOS管正或者負(fù)防置Y電容也能很好濾去開(kāi)關(guān)干擾。
對(duì)此電路有什么疑問(wèn)的，可以提出來(lái)討論，在討論中彼此成長(zhǎng)!
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13、電路設(shè)計(jì)與布板之PFC
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上圖是典型的BOOST PFC電路：
左邊綠色方框部分是驅(qū)動(dòng)電路，和之前LLC拓?fù)潋?qū)動(dòng)一樣，離MOS就近放置，原理圖上就體現(xiàn)出來(lái)。
右邊綠色虛線方框部分，是MOS管關(guān)斷尖峰吸收電路，一樣與MOS管構(gòu)成環(huán)路要*小;
另外二大重要環(huán)路，一是MOS管開(kāi)通環(huán)路(虛線紅**)，另一個(gè)是MOS管關(guān)斷環(huán)路(實(shí)線紅**);環(huán)路面積盡可能小。
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14、磁環(huán)在EMC中妙用
有的產(chǎn)品EMC很難在源頭上去處理的，可以采用磁環(huán)濾波，當(dāng)然我這里說(shuō)的磁環(huán)有二個(gè)層面的意思，一方面是輸入輸出端的濾波電感，采用不同材質(zhì)磁環(huán)，不同匝數(shù)會(huì)有對(duì)應(yīng)的效果，還有一方面意思是直接在輸入輸出線上套磁環(huán)，有時(shí)能起到妙用，但不是在所有場(chǎng)合都能用，起碼還是能作為判斷依據(jù)。
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上圖藍(lán)色和黑色線是輸出正負(fù)端，上面套了個(gè)磁環(huán)，解決了輸出整流管引起的高頻端超出;有些時(shí)候端口的干擾在PCB板上加濾波器未必有效果，在輸出線上放磁環(huán)就有想不到的效果。
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15、PCB走線之關(guān)鍵信號(hào)
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注意：
1.CS信號(hào)(采樣信號(hào))：從采樣電阻R25，R26拉出，注意IC的地線以采樣電阻為基準(zhǔn)，采樣電阻的正負(fù)差分走線拉倒IC CS腳以及IC 的GND腳。
2.驅(qū)動(dòng)信號(hào)從驅(qū)動(dòng)電路拉倒IC驅(qū)動(dòng)引腳，注意不要干擾到CS腳;如圖走線三根線并排走，并且將地線走在驅(qū)動(dòng)先和CS線中間起到一定屏蔽作用;
3.雙面板*好將IC一層鋪地屏蔽，鋪地的網(wǎng)絡(luò)一定要從IC GND引出，非關(guān)鍵信號(hào)GND可直接打過(guò)孔，關(guān)鍵信號(hào)地需要單點(diǎn)接地，直接接IC;
4.FB反饋網(wǎng)絡(luò)信號(hào)注意查分走線并且單點(diǎn)接IC;
5.RCD吸收網(wǎng)絡(luò)不要放在主回路;
6.VCC的整流濾波地需要接主功率地，二級(jí)濾波可接IC 地;
7.Y電容走線單獨(dú)接，不可與主功率混淆，避免干擾;
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16、主功率及控制部分地接線示意圖
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可能很多人看到此圖，云里霧里的，大致介紹下：
PFC的驅(qū)動(dòng)和IC共地接PFC管，更具體點(diǎn)是接采樣電阻的地;
DC-DC部分的驅(qū)動(dòng)地和控制地接DC開(kāi)關(guān)管部分的采樣地;
輔助源部分控制地接輔助源MOS管采樣第，MOS管地再接主功率地;
各自IC的供電地通過(guò)輔助源EC濾波接IC地，注意RC濾波靠近IC;
總結(jié)：注意好各自的單點(diǎn)接地，地線不亂，是走線*重要的地方之一!!!
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10、EMC整改心得體會(huì)
均為個(gè)人理解，或許與傳統(tǒng)資料教材有差異，請(qǐng)自己斟酌，反正我覺(jué)得很多通用的教材結(jié)果沒(méi)我自己總結(jié)的使用，自夸了。想說(shuō)的很多，可能有些亂，都是實(shí)踐出來(lái)的!
一.EMC產(chǎn)生以及測(cè)試時(shí)測(cè)得的結(jié)果如何去理解：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是如何對(duì)癥下藥，很多情況拿到**輪測(cè)試結(jié)果，怎么將結(jié)果和電源去對(duì)照分析;主題思路如下：
1.針對(duì)傳導(dǎo)，測(cè)試范圍標(biāo)準(zhǔn)15K-30M，常見(jiàn)的EN55022是150K起。傳導(dǎo)的源頭是怎么產(chǎn)生的呢?針對(duì)低頻，主要是開(kāi)關(guān)頻率以及其倍頻(后續(xù)有圖解)，這種從源頭是無(wú)法解決的，開(kāi)關(guān)頻率是無(wú)法消除的，當(dāng)然你可以改變開(kāi)關(guān)頻率，那也只是將測(cè)試結(jié)果移動(dòng)了，并沒(méi)有真正意義上消除。只能通過(guò)濾波器來(lái)解決，一般來(lái)說(shuō)對(duì)于低頻采用R10K這種高磁通材質(zhì)有很好的效果，磁環(huán)大小跟你功率有關(guān)系，一般達(dá)到10MH感量，甚至更大到20MH，配合Y電容一般能很好解決，低頻不是難點(diǎn);真正的難點(diǎn)是高頻，個(gè)人認(rèn)為，高頻的起因就復(fù)雜多了，有開(kāi)關(guān)導(dǎo)致，有變壓器可能，也有電感的可能，也就就是一切存在開(kāi)關(guān)狀態(tài)的地方都可能存在(怎么判斷具體位置，后續(xù)講解)，這里需要一番摸索;找到源頭未必源頭能解決，可能有改善，還是的配合濾波器。針對(duì)高頻，采用低磁通材質(zhì)，如鎳鋅環(huán)，感量一般都是UH級(jí)別的，配合合適Y電容(比較復(fù)雜的電源，建議布板時(shí)多留幾個(gè)Y電容位置，方便整改);
2.一些配合手段，很多教材都提到增大X電容判斷差模還是共模，有一定意義可能現(xiàn)實(shí)幫助不大，設(shè)計(jì)時(shí)一般我們X電容都會(huì)放到合適的值。并且增大X電容就能解決差模問(wèn)題，也是瞎扯，所以很多教材都是提供一定意義指導(dǎo)，個(gè)人覺(jué)得沒(méi)什么用。我覺(jué)得比較好的手段有幾個(gè)：1.對(duì)照接地和不解地總結(jié)差異，不接地可能更差，原因是系統(tǒng)構(gòu)造的傳導(dǎo)途徑少了;也可能有改善，說(shuō)明是通過(guò)地回路傳導(dǎo)到端口。具體解決措施，針對(duì)電路接地的點(diǎn)Y電容進(jìn)行調(diào)節(jié)以及加磁珠。2.在輸入端口套磁環(huán)，若套低U環(huán)有改善，調(diào)節(jié)**級(jí)濾波電感。3復(fù)雜的系統(tǒng)注意EMI電路的屏蔽措施。若措施都沒(méi)什么效果，反省PCB設(shè)計(jì)，這方面在PCB設(shè)計(jì)中會(huì)講到。
3.針對(duì)輻射：必須找出源頭去解決，觀測(cè)**次測(cè)試結(jié)果，若是30M附近超出，跟接地相關(guān)，系統(tǒng)上找接地，并且要判斷測(cè)試時(shí)是否接地良好，有時(shí)候輸入線都有影響。2.40M-100M以內(nèi)，一般是MOS管開(kāi)通關(guān)斷引起，有時(shí)后為了現(xiàn)場(chǎng)不好直接判斷是開(kāi)通還是關(guān)斷，可針對(duì)性整改觀測(cè)結(jié)果去驗(yàn)證(當(dāng)然這都得花錢(qián)，后續(xù)會(huì)講解如何用示波器去判斷，這可是密招)。3 100M以上多為二極管引起，整改二極管吸收電容，大功率的有的可能是同步整流，更改MOS管吸收環(huán)路，記住有時(shí)候調(diào)整C時(shí)還得配合R整改。
要說(shuō)的太多，后續(xù)針對(duì)具體實(shí)例去補(bǔ)充吧，先手打這么多，反正我打的夠辛苦，能引起共鳴很難，畢竟每個(gè)人的整改經(jīng)歷差很多，就當(dāng)給新人朋友一些啟示吧，后續(xù)會(huì)舉例說(shuō)明!
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11、布板走線之濾波電容走線
濾波電容的走線對(duì)濾波效果有至關(guān)重要的作用，走的不好，可能失去其應(yīng)有的濾波效果。
圖一是副邊整流濾波走法，使二個(gè)電容效果分?jǐn)偅苊?*個(gè)電容在整流回路中失效。
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圖二為輸出濾波電容走線，一定不要外掛(也就是被旁路掉)，走的不好輸出紋波很差。
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12、LLC電路的布板與EMC
?LLC電路大家*熟悉不過(guò)了，虛線圓圈是驅(qū)動(dòng)電路，在電路設(shè)計(jì)時(shí)緊靠MOS管放置，也就是說(shuō)IC提供的驅(qū)動(dòng)只需要引二根線拉到驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路離MOS管近，避免**擾(同時(shí)走線時(shí)也要注意驅(qū)動(dòng)干擾到敏感信號(hào)，既是敏感信號(hào)也是干擾源);一旦驅(qū)動(dòng)**擾電源可想而知。
同理同步整流的MOS管驅(qū)動(dòng)也要離同步整流管近，設(shè)計(jì)原理圖時(shí)像此圖這樣放就能很好理解，假如你將這電路給PCB工程師布板，他就很直觀如何布局走線，你若是畫(huà)得很亂，很多PCB工程師對(duì)電路理解得布透徹可能就容易布錯(cuò)板。
另外：原邊有一個(gè)重要的環(huán)路，PFC電容與MOS管以及變壓器，諧振電感，諧振電容構(gòu)成的環(huán)路面積小;
副邊整流濾波環(huán)路同樣重要，電容的走線之前講過(guò)，也很重要;
走線時(shí)注意高低壓的距離，有些地方電壓是浮動(dòng)的，必須當(dāng)作高壓來(lái)對(duì)待，比如上管驅(qū)動(dòng)以及對(duì)應(yīng)的參考電壓。
至于EMC方面LLC的開(kāi)通是軟開(kāi)關(guān)，開(kāi)通對(duì)EMC幾乎沒(méi)有影響，重點(diǎn)關(guān)注是關(guān)斷速度的快慢對(duì)EMC影響;還有MOS管結(jié)電容并的電容對(duì)EMC影響很大，選擇電容不合適，或是不加(MOS管自身也有結(jié)電容)對(duì)EMC都可能有影響，這是重點(diǎn)注意的地方;此圖沒(méi)有Y電容，在MOS管正或者負(fù)防置Y電容也能很好濾去開(kāi)關(guān)干擾。
對(duì)此電路有什么疑問(wèn)的，可以提出來(lái)討論，在討論中彼此成長(zhǎng)!
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13、電路設(shè)計(jì)與布板之PFC
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上圖是典型的BOOST PFC電路：
左邊綠色方框部分是驅(qū)動(dòng)電路，和之前LLC拓?fù)潋?qū)動(dòng)一樣，離MOS就近放置，原理圖上就體現(xiàn)出來(lái)。
右邊綠色虛線方框部分，是MOS管關(guān)斷尖峰吸收電路，一樣與MOS管構(gòu)成環(huán)路要*小;
另外二大重要環(huán)路，一是MOS管開(kāi)通環(huán)路(虛線紅**)，另一個(gè)是MOS管關(guān)斷環(huán)路(實(shí)線紅**);環(huán)路面積盡可能小。
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14、磁環(huán)在EMC中妙用
有的產(chǎn)品EMC很難在源頭上去處理的，可以采用磁環(huán)濾波，當(dāng)然我這里說(shuō)的磁環(huán)有二個(gè)層面的意思，一方面是輸入輸出端的濾波電感，采用不同材質(zhì)磁環(huán)，不同匝數(shù)會(huì)有對(duì)應(yīng)的效果，還有一方面意思是直接在輸入輸出線上套磁環(huán)，有時(shí)能起到妙用，但不是在所有場(chǎng)合都能用，起碼還是能作為判斷依據(jù)。
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上圖藍(lán)色和黑色線是輸出正負(fù)端，上面套了個(gè)磁環(huán)，解決了輸出整流管引起的高頻端超出;有些時(shí)候端口的干擾在PCB板上加濾波器未必有效果，在輸出線上放磁環(huán)就有想不到的效果。
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15、PCB走線之關(guān)鍵信號(hào)
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注意：
1.CS信號(hào)(采樣信號(hào))：從采樣電阻R25，R26拉出，注意IC的地線以采樣電阻為基準(zhǔn)，采樣電阻的正負(fù)差分走線拉倒IC CS腳以及IC 的GND腳。
2.驅(qū)動(dòng)信號(hào)從驅(qū)動(dòng)電路拉倒IC驅(qū)動(dòng)引腳，注意不要干擾到CS腳;如圖走線三根線并排走，并且將地線走在驅(qū)動(dòng)先和CS線中間起到一定屏蔽作用;
3.雙面板*好將IC一層鋪地屏蔽，鋪地的網(wǎng)絡(luò)一定要從IC GND引出，非關(guān)鍵信號(hào)GND可直接打過(guò)孔，關(guān)鍵信號(hào)地需要單點(diǎn)接地，直接接IC;
4.FB反饋網(wǎng)絡(luò)信號(hào)注意查分走線并且單點(diǎn)接IC;
5.RCD吸收網(wǎng)絡(luò)不要放在主回路;
6.VCC的整流濾波地需要接主功率地，二級(jí)濾波可接IC 地;
7.Y電容走線單獨(dú)接，不可與主功率混淆，避免干擾;
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16、主功率及控制部分地接線示意圖
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可能很多人看到此圖，云里霧里的，大致介紹下：
PFC的驅(qū)動(dòng)和IC共地接PFC管，更具體點(diǎn)是接采樣電阻的地;
DC-DC部分的驅(qū)動(dòng)地和控制地接DC開(kāi)關(guān)管部分的采樣地;
輔助源部分控制地接輔助源MOS管采樣第，MOS管地再接主功率地;
各自IC的供電地通過(guò)輔助源EC濾波接IC地，注意RC濾波靠近IC;
總結(jié)：注意好各自的單點(diǎn)接地，地線不亂，是走線*重要的地方之一!!!
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