在现代电子工程领域中，电磁兼容性（EMC）的研究对于电子产品的设计、生产和应用都具有极其重要的意义。本文以半桥零电压切换准谐振变换器（HBZVS QRC）为研究对象，探讨了通过计算机辅助设计（CAD）进行印制电路板（PCB）电磁兼容性的研究与优化布局设计。
开关电源作为高频电子设备，其电磁干扰问题一直是电源设计师面临的重大挑战。在进行电源设计时，如何对电磁干扰进行建模并实施有效的电磁兼容设计，显得尤为关键。随着对电气产品电磁兼容性指标要求的提升，这一工作的重要性愈发凸显。众所周知，印刷电路板上的元器件布置和布线方式对开关电源的电磁兼容性能有着直接的影响。在PCB设计阶段，通过对元件布置和布线设计进行修改，无需增加额外元器件或改变原理电路，即可显著提高开关电源的EMC性能。然而，缺乏有效的分析工具导致设计人员常常采取试错法进行设计，这不仅耗时而且增加了成本。因此，PCB元件布置和布线的计算机辅助设计受到了广泛关注。
文章以半桥QRC电路为例，利用功能强大的Cadence软件对PCB导线寄生参数进行提取和布局优化设计。该研究实现了在PCB设计阶段对潜在电磁干扰源的抑制，提供了一种有效的解决开关电源电磁干扰问题和提高PCB电磁兼容性能的研究思路。
半桥准谐振变换器是研究的主体，其工作原理涉及一个包含四个阶段的开关周期：电容充电阶段、谐振阶段、电感放电阶段和恒流阶段。这一变换器的关键在于利用零电压开关（ZVS）技术，最小化开关器件在开通和关断时产生的电磁干扰。主电路中分压电容C1和C2、谐振电容Cr（桥臂功率开关管漏源间结电容的并联值）以及谐振电感（包括变压器漏感和串联谐振电感）的配置，共同决定了变换器的性能。
电磁兼容性的建模分析过程中，需要关注高频变压器原副边绕组之间的耦合电容和功率管与散热器之间的杂散电容等因素，这些因素会直接影响PCB的电磁干扰水平。通过建立开关电源PCB的噪声模型，并提取寄生参数，借助仿真工具模拟EMI水平，可以对PCB设计进行优化。实现计算机辅助EMC分析和计算机辅助最优布局设计，能够在设计阶段提前预防潜在的电磁干扰问题。
本文的研究表明，通过计算机辅助设计手段对PCB进行优化，可以有效地提升开关电源的EMC性能，减少电磁干扰问题，从而提高整个电子设备的稳定性和可靠性。这对于今后的电子设计工作具有指导意义，尤其是在追求更高性能电子产品的同时，保证电磁兼容性能达到相关标准要求。此外，优化设计不仅可以节约研发成本，还能缩短产品上市时间，对电子制造商和最终用户都有显著的利益。
半桥QRC印制板的电磁兼容研究为我们提供了一种理论与实践相结合的方法，通过先进的CAD工具，可以实现对开关电源设计中的电磁干扰源的有效控制，为电子产品设计的高效、高质提供了重要参考。未来的研究还可以进一步探索如何将这些方法应用于更加复杂的电磁环境，以及在其他类型的电源和电子系统中的应用。
