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1 引言
一台性能优良的电力电子变换器，除选择高质量的元器件、合理的电路外，印刷线路板的组件布局和电气联机方向的正确结构设计是决定开关变换器能否可靠工作的一个关键问题。对同一种组件和参数的电路，由于组件布局设计和电气联机方向的不同会产生不同的结果，其结果可能存在很大的差异。因而，必须把如何正确设计印刷线路板组件布局的结构和正确选择布线方向及整体仪器的工艺结构三方面联合起来考虑。合理的工艺结构，既可消除因布线不当而产生的噪声干扰，同时便于生产中的安装、调试与检修等。
文献[1]从抗干扰的角度介绍了印刷电路板基板材料的选择、表面的处理、布线、抗干扰设计等。文献[2]详细讨论了开关电源PCB排版的基本要点，并描述了一些实用的PCB排版例子。文献[3]提出了在PCB板电路设计中的工艺设计和抗干扰的有效方法，如何正确设计印制电路板组件布局和选择布线方向的改进，以便满足PCB板抑制干扰和噪声的设计要求。文献[4]在建立单片机应用系统可靠性设计模型的基础上，提出了PCB可靠性设计应包括总体设计、布线设计和PCB尺寸及器件布置，并介绍了提高PCB可靠度的方法。电力电子变换器**终产品的好坏，在很大程度上取决于所设计的开关变换器PCB的布线。以上文献都没有涉及电力电子电路的布线问题。本文主要分析常用电力电子电路的PCB布线的几个关键问题，以利于开关变换器设计者参考。
2 基本电力电子电路
**基本的电力电子电路有三种boost、buck、buck-boost[5-9]。这三种拓扑取决于电感的链接方式，设置合适的参考地后，可以得到三个不同的端子：输入端、输出端和地端，如图1所示。若电感一端与地相连，则得到buck-boost电路；若电感与输入端相连，则得到boost电路；若电感与输出端相连，则得到buck电路。
1)地环流干扰在工业生产过程中实现监视和控制需要用到各种自动化仪表、控制系统和执行机构，他们之间的信号传输既有微弱到毫伏级、毫安级的小信号;又有几十伏，数千伏、数百安培的大信号;既有低频直流信号，也有高频脉冲信号等等，构成系统后往往发现在仪表和设备之间传输相互干扰，造成系统不稳定甚至误操作，出现这种情况除了每个仪器、设备本身的性能原因如抗电磁干扰影响，还有一个十分重要的原因就是各种仪器设备根据要求和目的都需要接地,例如为了安全，机壳需要接大地;为了使电路正常工作，系统需要有公共参考点;为了抑制干扰加屏蔽罩，屏蔽罩也需要接地，但是由于仪表和设备之间的参考点之间存在电势差(也就是各设备的共地点不同)因而形成“地环流”、“接地环流”问题是在系统处理信号过程中必须解决的问题。
(2)人为干扰
电磁干扰产生的根本原因是导体中有电压或电流的变化，即较大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能够使导体产生电磁波辐射。一方面，人们可以利用这一特点实现特定功能，例如，无限通信、雷达或其他功能，另一方面，电子设备在工作时，由于导体中的dv/dt或di/dt会产生伴随电磁辐射。无论主观上出于什么目的，客观上对电磁环境造成了污染。还有工厂企业在生产过程中会经常有一些大型的设备(电机、变频器)频繁开关，他们也会造成一些容性、感性的干扰，也将影响仪器仪表正常显示或采集。凡是有电压电流突变的场合，肯定会有电磁干扰存在。数字脉冲电路就是一种典型的干扰源，随着电子技术的广泛应用,电磁污染情况会越来越严重.
2.解决各种干扰的方法
首先干扰的三要素是干扰源、敏感源和耦合路径，这三要素缺少一个，电磁兼容问题都不会存在。因此要从这三要素入手。找出**方便的解决方法，一般干扰源和敏感源是没办法解决的，通常是从耦合路径想办法，也是**常用的方法。如加屏蔽、加滤波等手段。而处理环流**常见也**为麻烦，现在以此为探讨话题。
(1)**种方法;所有现场设备不接地，使所有过程环路只有一个接地点，不能形成回路，这种方法看似简单，但实际应用中往往很难实现，因为某些设备要求必须接地才能保证测量精度或人身安全，某些设备可能因为长期遭到腐蚀和磨损后或气候影响而形成新的接地点。
(2)第二种方法：使两接地点的电势相同，但由于接地的电阻受地质条件及气候变化众多因素的影响，这种方法在其实在实际中也无法完全能做到。
(3)第三种方法：在各个过程环节中使用信号隔离器，断开过程环路，同时又不影响过程信号的正常传输，从而**解决地环路的问题。
3.采用信号隔离器的优越性
在各个过程环路中使用信号隔离器办法可以用DCS或PLC等隔离卡件或者现场带的隔离的变送器(部分设备可以做到)，也可以用信号隔离器来实现。比较起来，用信号隔离器有以下优点：
•绝大部分情况，采用信号隔离器+非隔离卡件比采用隔离卡件便宜
•信号隔离器比隔离卡件在隔离能力、抗电磁干扰等方面性能更加优越
•信号隔离器应用灵活，而且它还有信号转换和信号分配及接口转换等功能，使用起来更加方便。
