PCB新聞 - 開關電源PCB佈局規範

在任何開關電源設計中, 的物理設計 PCB板 是最後一個連結. 如果設計方法不當, 印刷電路板可能輻射過多的電磁干擾, 這將導致電源工作不穩定. 以下是每個步驟中需要注意的事項. 分析：

1、從原理圖到PCB的設計過程。 建立組件參數->輸入原理網表->設計參數設置->手動佈局->手動佈線->驗證設計->審查->CAM輸出。

2、參數設置相鄰導線之間的距離必須能够滿足電氣安全要求，為了便於操作和生產，距離也應盡可能寬。 最小距離必須至少適合耐受電壓。 當佈線密度較低時，可以適當新增訊號線之間的距離。 高電平和低電平的訊號線應盡可能短，間距應新增。 在正常情况下，記錄道間距設定為8mil。

焊盤內孔邊緣與印製板邊緣的距離應大於1mm，以避免焊盤在加工過程中出現缺陷。 當連接到焊盤的痕迹較薄時，焊盤和痕迹之間的連接應設計為滴狀，其優點是焊盤不容易剝離，但痕迹和焊盤不容易斷開。

第3，元件佈局實踐證明，即使電路原理圖設計正確，印刷電路板設計錯誤，也會對電子設備的可靠性產生不利影響。 例如，如果印製板的兩條細平行線非常接近，則會導致訊號波形延遲，並在傳輸線的端子處形成反射雜訊； 由於電源和地線考慮不當而造成的干擾將降低產品的效能。 囙此，在設計印刷電路板時，您應該注意它。 使用正確的方法。 每個開關電源有四個電流回路：

（1）. 電源開關交流電路

（2）. 輸出整流器交流電路

（3）. 輸入信號源電流回路

（4）. 輸出負載電流回路輸入回路通過近似直流電流對輸入電容器充電，濾波電容器主要起寬帶儲能作用； 類似地，輸出濾波電容器也用於存儲來自輸出整流器的高頻能量。 同時，消除了輸出負載回路的直流能量。 囙此，輸入和輸出濾波電容器的端子非常重要。 輸入和輸出電流回路只能從濾波電容器的端子連接到電源。 整流電路之間的連接不能直接連接到電容器的端子，交流能量將通過輸入或輸出濾波電容器輻射到環境中。 功率開關的交流電路和整流器的交流電路包含高幅值梯形電流，這些電流包含諧波。 該元件非常高，其頻率遠大於開關的基頻，峰值幅值可高達連續輸入/輸出直流電流幅值的5倍，過渡時間通常約為50ns。 這兩個回路最容易受到電磁干擾，囙此在給印刷線路佈線之前，必須在電源中佈置這些交流回路。 每個回路的3個主要部件：濾波電容器、功率開關或整流器、電感器或變壓器應相鄰放置，調整部件的位置，使它們之間的電流路徑盡可能短。 建立開關電源佈局的最佳方法類似於其電力設計。 最佳設計過程如下：

·放置變壓器

·設計功率開關電流回路

·設計輸出整流器電流回路

·連接到交流電源電路的控制電路

設計輸入電流源回路和輸入濾波器根據電路的功能單元設計輸出負載回路和輸出濾波器時，在佈置電路的所有組件時，必須滿足以下原則：

（1）首先，考慮PCB的尺寸。 當PCB尺寸過大時，印刷線路會變長，阻抗會新增，抗雜訊能力會降低，成本也會新增； 如果PCB尺寸太小，散熱不好，相鄰線路容易受到干擾。 最佳形狀為矩形，縱橫比為3:2或4:3，位於電路板邊緣的元件與電路板邊緣的距離通常不小於2mm。

（2）放置設備時，考慮未來的焊接，不要太密集。

（3）以每個功能電路的核心部件為中心，圍繞其進行佈局。 元件應均勻、整齊、緊湊地佈置在PCB上，以最小化和縮短元件之間的引線和連接，去耦電容器應盡可能靠近設備的VCC。

（4）對於高頻工作的電路，應考慮元件之間的分佈參數。 通常，電路應盡可能並聯佈置。 這樣，它不僅美觀，而且易於安裝和焊接，易於批量生產。

（5）根據電路流程安排各功能電路單元的位置，使佈局便於訊號流通，訊號盡可能保持在同一方向。

（6）佈局的第一個原則是確保佈線速率，移動設備時注意飛線的連接，並將具有連接關係的設備放在一起。

（7）盡可能减小回路面積，以抑制開關電源的輻射干擾。

第四, 接線開關電源包含高頻訊號, PCB上的任何印刷線路都可以用作天線. 列印線的長度和寬度將影響其阻抗和電感, 從而影響頻率回應. Even through DC Signal printed lines will also couple from adjacent printed lines to radio frequency signals 和 cause circuit problems (even radiating interference signals again). 因此, 所有通過交流電流的印刷線路應設計為盡可能短和寬. 這意味著連接到列印線和其他電源線的所有組件必須放置得非常近. 印刷線路的長度與其電感和阻抗成正比, 寬度與印刷線路的電感成正比，與阻抗成反比. 長度反映列印線響應的波長. 長度越長, 列印線可以發送和接收電磁波的頻率越低, 它可以輻射更多的射頻能量. 根據印刷電路板的電流，嘗試新增電源線的寬度，以减少回路電阻. 同時, 使電源線和地線的方向與電流方向一致, 這有助於增强抗雜訊能力. 接地是開關電源四個電流回路的底部支撐. 作為電路的公共參考點, 電路起著非常重要的作用. 這是控制干擾的重要方法. 因此, 佈局中應仔細考慮地線的位置. 混合各種接地將導致電源工作不穩定. The following points should be paid attention to in line design:

1. 正確選擇單點接地. 通常地, 濾波電容器的公共端應是其他接地點耦合到大電流交流接地的唯一連接點. 應連接到該層的接地點, 主要考慮到電路各部分中回流到地面的電流發生變化, 而實際流線的阻抗會引起電路各部分地電位的變化，並引入干擾. 在此開關電源中, 它的佈線和器件之間的電感影響很小, 接地電路形成的環流對干擾的影響較大, 囙此，採用一點接地, 那就是, the power switch current loop (the ground wires of several devices are connected to the ground pin, 輸出整流器電流回路幾個部件的接地線也連接到相應濾波電容器的接地引脚, 使電源工作更穩定，不易自勵. 當無法實現單個點時, 連接兩個二極體或一個小電阻實際上可以連接到一塊相對集中的銅箔上.

2、使地線盡可能厚。 如果接地線很薄，接地電位會隨著電流的變化而變化，這將導致電子設備的定時信號電平不穩定，抗雜訊效能惡化，囙此確保每個大電流接地端子使用盡可能短和寬的印刷線路， 並盡可能擴大電源線和地線的寬度。 地線最好比電源線寬。 它們的關係是：地線>電源線>訊號線。 寬度應大於3mm，大面積的銅層也可用作地線。 將印製板上未使用的部分作為地線連接到地面。 執行全域佈線時，還必須遵循以下原則：

（1）. 接線方向：從焊接表面的角度來看，部件的佈置應盡可能與示意圖一致。 佈線方向最好與電路圖的佈線方向一致，因為在生產過程中，焊接表面通常需要各種參數。 囙此，這便於在生產中進行檢查、調試和維護（注：這是指在滿足電路效能和整機安裝及面板佈置要求的前提下）。

（2）在設計接線圖時，接線不應盡可能彎曲，印刷弧上的線寬不應突然改變，導線的角應為–90度，並且線路應簡單明瞭。

（3）. 印刷電路中不允許交叉電路。 對於可能交叉的線，可以使用“鑽孔”和“纏繞”來解决問題。 也就是說，讓某個引線從間隙中穿過其他電阻器、電容器和3極管引脚。 過去的“鑽孔”或“纏繞”可能從導線的一端交叉，在特殊情况下，電路的管道非常複雜，為了簡化設計，也允許使用跨接線來解决交叉電路的問題。 由於是單面板，直塞組件位於頂面，而表面安裝設備位於底面，囙此在佈局過程中，串聯設備可以與表面安裝設備重疊，但應避免焊盤重疊。

3、輸入接地和輸出接地本開關電源為低壓DC-DC。 如果要將輸出電壓迴響回變壓器的一次側，兩側的電路應具有公共參攷接地，囙此在兩側的接地線上鋪設銅線後，必須連接在一起以形成公共接地。

5. 接線設計完成後, 必須仔細檢查接線設計是否符合設計師製定的規則. 同時, 還需要確認規則集是否滿足印製板生產過程的要求. 一般檢查電線和電線, 焊絲與元件焊接盤之間的距離, 線路和通孔, 組件墊和通孔, 通孔和通孔合理, 是否滿足生產要求. 電源線和地線的寬度是否合適, 以及是否有任何理由 PCB板 線路加寬的地方. 注意：一些錯誤可以忽略, 例如, 一些連接器輪廓的一部分放置在電路板框架外, 檢查間距時會出現錯誤； 此外, 每次修改接線和過孔時, 它們必須重寫. 銅一次.

6、根據“PCB檢查表”進行審查，內容包括設計規則、層定義、線寬、間距、焊盤和通孔設定，並重點審查設備佈局的合理性、電源和接地網的佈線、時鐘網絡的高速佈線和遮罩、去耦電容器的放置和連接等。

七、輸出Gerber檔案時設計輸出注意事項：

a、需要輸出的層是佈線層（底層）、絲網層（包括頂網印刷、底網印刷）、焊接掩模（底焊掩模）、鑽孔層（底層）和鑽孔檔案（NC鑽孔）

b、設定絲印層時，不要選擇部件類型，選擇頂層（底層）以及絲印層的輪廓、文字和線條。 設定每個層的層時，選擇電路板輪廓。 在設定絲印層的層次時，不要選擇部件類型，選擇輪廓、文字、頂層（底層）的線條和絲印層。 d、生成鑽孔檔案時，請使用PowerPCB的默認設置，不要進行任何更改。

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