一、SW 节点的定义与作用

在 Buck、Boost、Buck-Boost 等 DC-DC 拓扑结构中，SW 节点通常是功率 MOS 管的连接点，也是电感、电容、MOSFET 之间的能量交互枢纽。该节点承受高频、高 dv/dt 的电压变化，并且具有大电流路径，是整个电路中干扰最强、变化最剧烈的部分之一。

SW 节点电气特性：

• 高频切换：频率从几十 kHz 到几 MHz；

• 高电压摆幅：输入电压与地之间切换；

• 大电流流动：数安培甚至十几安培；

• 寄生电容对 EMI 有明显影响。

二、SW 节点铺铜面积大的优势

1. 有利于电流承载能力

铺铜面积增大，相当于降低了走线阻抗，可有效减少功率损耗，提高系统效率，尤其在大电流应用场景中更为明显。

2. 提升散热性能

较大的铜箔面积可帮助 MOSFET 和电感等元器件更好地导出热量，从而降低器件温升，提升系统稳定性。

3. 降低开关损耗中的局部电阻压降

较大的铺铜可以减少器件引脚之间的电压跌落，减小导通损耗，特别适用于同步整流结构。

三、SW 节点铺铜面积过大的隐患

虽然大面积铺铜在电气和热设计上具有优势，但在高频开关节点，铺铜面积过大会带来一系列问题：

1. 增强的 EMI 辐射源

SW 节点是一个典型的高 dv/dt 辐射源。铜箔面积越大，相当于辐射天线面积越大，更容易耦合到周围信号线上，引发 EMI 问题。

解析：

• 铺铜面积大 → 辐射面大；

• 高频切换信号 + 大面积铜 → 空间电磁波强；

• 容易产生共模干扰或耦合至输入、输出端口。

2. 寄生电容增大，影响开关速度

大面积铜箔会导致 SW 节点与地之间的寄生电容增加，从而：

• 降低开关边缘速度；

• 增加开关损耗；

• 引起高频振铃（ringing）；

• 甚至影响 MOSFET 的驱动稳定性。

3. 降低系统可靠性与可控性

大铜箔不易控制回路阻抗，容易形成电源回路“天线效应”，影响调试与产品一致性。

四、铺铜面积优化的设计原则

1. 合理控制 SW 区域大小

推荐做法：

• 采用局部铺铜方式，仅覆盖关键路径；

• SW 节点面积不应过大，优先考虑电流密度与辐射的平衡；

• 适度缩小区域，有效降低辐射源面积。

举例：

若 SW 节点连接 MOSFET 和电感，应尽可能缩短连接长度、减少回路面积，并避免铺铜延伸到非关键区域。

2. 远离敏感信号线

敏感模拟信号（如 FB、COMP、EN 等）应远离 SW 节点铺铜区域，避免噪声耦合。布局中保持隔离、并做屏蔽设计尤为关键。

3. 增设磁珠或 RC 滤波器

如果 SW 节点信号延伸范围无法缩小，可考虑增加 EMI 滤波器，控制高频干扰的传导路径。

五、结合实际案例对比分析

案例1：铺铜面积过大导致 EMI 超标

某客户在 Buck 转换器设计中，SW 节点连接 MOSFET、电感、电容均采用大面积铜铺设，初期测试发现 EMI 远场辐射严重超标。

解决方式：

• 缩小 SW 铺铜区域；

• 引入地层屏蔽；

• 控制回路面积；

• EMI 成功达标。

案例2：铺铜过小导致发热严重

另一项目中，为抑制辐射，将 SW 节点铜箔面积设计过小，结果在满载输出时，MOSFET 区域过热，电源出现过温保护。

解决方式：

• 适度增加铺铜，配合热通孔导热；

• 实现热/EMI 的最佳权衡。

六、布线建议与业界标准参考

七、总结：如何在利与弊之间找到平衡？

SW 节点铺铜面积的设计，不应片面追求“越大越好”或“越小越好”，而应基于实际系统特性，做出综合权衡。

八、结语

SW 节点的铺铜设计是 DC-DC 电路布局中的关键环节，直接影响系统的性能、效率与合规性。通过科学分析铺铜面积的利与弊，结合实际项目需求进行权衡与优化，才能设计出既可靠又符合 EMC 要求的电源产品。

工程设计，从来不是黑白分明，而是在灰度中寻找最优解。