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kicad-happy是一个面向KiCad的 AI 电子设计审查工具，可配合 Claude Code、OpenAI Codex 等 AI 编程代理使用。它能把你的原理图、PCB 布局解析成结构化数据，自动追踪电源树、审计ESD 保护覆盖、检查去耦电容距离与数量，在打样前就发现真实 bug。本指南带你用自然语言命令，让 AI 帮你搞定这三类最常见的 PCB 隐患。

为什么需要 AI 检查这三类问题？

电源树、ESD 保护、去耦电容，是新手最容易踩坑、又是量产前必查的三块：

手工逐个核对费时还容易漏。kicad-happy 把这一整套检查交给 AI：你只需指一下项目目录，它会自动跑解析脚本、查数据手册、生成带严重度排序的报告。

快速上手：安装 kicad-happy 技能

分析脚本是纯 Python 3.10+，零必选依赖，无需安装 Docker，也不需要装 KiCad。

Claude Code（推荐）：

/plugin marketplace add aklofas/kicad-happy /plugin install kicad-happy@kicad-happy

opencode / 手动安装：

git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/ki/kicad-happy cd kicad-happy opencode

[!TIP] 各平台的安装、升级与排错细节，可以直接让 AI 代理阅读 install-guidance.md 获取。

安装完成后，AI 代理就加载了kicad、emc、spice、datasheets等 11 个技能。对电源、ESD、去耦这三类问题，核心用到的是kicad（原理图/PCB 解析）与emc（EMC 预合规）两个技能。

用 AI 检查电源树：从输入到负载全链路

电源树（Power Tree）就是把整板供电从输入端一路画到每个负载的树状图：哪个 LDO/DC-DC 从哪个电源轨取电、输出电压由哪组反馈电阻决定、负载挂在哪。

一条命令让 AI 画电源树

直接对代理说：

“分析hardware/rev2/下的 KiCad 项目，帮我画电源树并检查电源问题。”

代理会调用 analyze_schematic.py 解析原理图，识别电源调节器、反馈网络、使能链（EN/PG），并根据反馈分压比计算实际输出电压。

AI 实际能算出什么？

以一块真实的机器人控制器板（详见 example-report-1.md）为例，AI 自动还原出这样的电源树：

VBUS (USB-C / 电池输入, 有保险丝) ├── AP63357 buck (500kHz 开关) → 5V │ └── 反馈: R8/R9 比值=0.155 → Vout=3.87V └── RT9080-3.3 LDO → 3.3V └── 去耦: 16 颗电容, 共 10.8µF

它还会给出关键判断依据：

• Vref 来源：输出为vref_source = lookup（数据手册核实，覆盖约 60 个芯片系列）还是heuristic（启发式估算，需人工复核）。
• 分压核算：反馈电阻 R8=180k / R9=33k，比值 0.1549，Vout = 0.8V / 0.1549 ≈ 5.16V，并标注与设计目标的偏差是否在容差内。
• 上电时序（Enable Chain / PG 链）：检查各级电源的开启依赖顺序是否正确。

[!NOTE] 计算出的 Vout 与电源轨命名电压偏差超过 15% 时，vout_net_mismatch字段会被标记，提醒你重点核对分压电阻。

用 AI 检查 ESD 保护：找出裸露的连接器

ESD（静电放电）保护决定你的板子扛不扛得住静电冲击。AI 会对每一个连接器做覆盖审计：哪些信号有 TVS/ESD 器件保护、哪些接口暴露在外。

一条命令触发 ESD 审计

“帮我检查所有连接器的 ESD 保护，标出裸露的信号。”

代理会解析 TVS/ESD 器件与其保护的接口映射，输出类似这样的覆盖表：

真实报告中一块板的结论：19 个连接器中仅 2 个有保护，覆盖率 10.5%，其余全部裸露。

不只是“有没有”，还看“好不好”

emc技能进一步用几何规则检查保护质量（见 emc_rules.py）：

• ES-001：ESD 器件离连接器太远—— 会估算走线电感带来的过冲（8kV 击打下 dI/dt ≈ 37.5 GA/s，每 nH 电感产生约 37.5V 过冲），推荐距离 < 10mm。
• ES-002：TVS 接地过孔不足—— 接地路径电感过大，钳位效果打折。
• IO-001：连接器无滤波—— 外部接口未做 ESD/滤波防护。

这三条规则配合前面的“覆盖审计”，能让你既知道哪里没保护，也知道保护装得对不对位置。

用 AI 检查去耦电容：距离、数量与频段覆盖

去耦电容是 IC 供电稳定的关键。AI 会从三个维度审查：

1. 去耦电容距离（DC 系列规则）

PCB 分析会测量每颗 IC 到最近去耦电容的距离：

对应规则（见 emc_rules.py）：

• DC-001：电容离 IC 太远—— 距离 > 3mm 报 HIGH，3–5mm 报 MEDIUM，建议移到电源引脚 2–3mm 内。
• DC-002：IC 无去耦电容—— 10mm 范围内找不到任何电容。
• DC-003：电容离过孔太远—— 连接电感过大，高频旁路失效。

2. 数量与频段覆盖（双层级旁路）

AI 会统计每条电源轨的电容数量、总容量、大电解与高频旁路的搭配，并指出频段覆盖缺口：

“5V 轨只有 22µF 大电解、没有 0.1µF 旁路 —— 在约 1MHz（22µF 自谐振点）到约 15MHz 之间存在覆盖空白。”

这正是“大电解 + 小旁路”双层级旁路思想：大电容管低频，小 MLCC 管高频，二者都要有、都要靠近。

3. PDN 阻抗（PD 系列规则）

emc技能还会做电源分配网络阻抗（PDN Impedance）分析（PD-001 到 PD-004），从调节器输出沿走线追踪到 IC 负载点，检测反谐振峰是否超过目标阻抗。当安装了 ngspice 时，可用--spice-enhanced让 SPICE 实跑 AC 扫描，比解析模型更准——实测曾抓到一个解析模型低估 10 倍的 33Ω 反谐振峰。

[!TIP] 完整方法、公式与规则表见 emc-precompliance.md。

AI 是怎么做到的？

很多人担心 AI 是不是“瞎编”。kicad-happy 的设计很透明：

KiCad 原理图 → analyze_schematic.py → schematic.json KiCad PCB → analyze_pcb.py --full → pcb.json 两份 JSON → analyze_emc.py → emc.json（风险分 + 测试计划）

• 数据提取是确定性脚本：纯 Python 解析 KiCad 的 S 表达式文件，输出结构化 JSON，可复现、可审计。
• AI 负责“推理”：读 JSON + 数据手册，写出带依据的审查结论。每个发现都带置信度标签（deterministic/heuristic/datasheet-backed），你能一眼看出哪些结论有厂商手册背书。
• 交叉核对：代理会用原始.kicad_sch抽查器件数量、引脚-网络映射，避免脚本误报。

解析脚本位于 skills/kicad/scripts/，其中 analyze_schematic.py 负责 60+ 种信号/领域检测器，analyze_pcb.py 负责布局与去耦距离测量，cross_analysis.py 做原理图↔PCB 交叉验证。

完整报告长什么样？

一次完整审查会产出一份结构化 Markdown 报告，包含：电源树图、ESD 覆盖审计表、去耦分析表、EMC 预合规风险分、SPICE 仿真结果、DFM 评估等，按error / warning / info排序。

想看真实成品，建议对照这两个例子：

• example-report-1.md：机器人控制器，184 个器件，含电源树 + EMC + SPICE 全流程。
• example-report-2.md：GNSS 驯服振荡器，296 个器件、10 条电源轨，含数据手册同步工作流。

配合 datasheet-extraction.md 可知：同步数据手册后，AI 才能从“自洽检查”升级为“正确性验证”——例如把反馈分压算出的 Vout 与芯片真实 Vref 对比。

常见问题

Q：不装数据手册也能查吗？可以。没有数据手册时 AI 只做“自洽性”检查（设计是否前后一致）；同步 MPN 与数据手册后才能做“正确性”验证（数值是否符合厂商规范、是否超绝对最大额定值）。

Q：必须装 ngspice 吗？不是。EMC 预合规与全部静态分析用解析公式即可完成；装了 ngspice/LTspice/Xyce 后 PDN 阻抗等检查会更准。

Q：支持哪些 KiCad 版本？KiCad 5 到 10 全覆盖，原理图、PCB、Gerber 均支持完整解析，层级式设计也会递归解析。

Q：AI 会误报吗？可能。因此报告要求把每个结论都给出依据（计算、引脚追踪、手册引用），让你能逐条核验或排除，而不是盲信。

小结

用 kicad-happy 检查 PCB，本质是把三件苦活交给 AI：

1. 电源树：一条命令画出供电全链路，自动算输出电压、查上电时序；
2. ESD 保护：审计每个连接器覆盖，找出裸露接口和保护器装错位置；
3. 去耦电容：查距离、数量、频段覆盖与 PDN 反谐振，给出可落地的修改建议。

装好技能后，只要对代理说“帮我审查这块板的电源、ESD 和去耦”，它就会跑脚本、读数据手册、出一份带严重度排序的报告——让问题在打样花钱之前就被发现。