PCB科技 - 開關電源設計中如何避免PCB電磁干擾

在任何開關電源設計中, 的物理設計 印刷電路板板 是最後一個連結. 如果設計方法不當, 這個 印刷電路板 可能輻射過多電磁干擾，導致電源工作不穩定. The following are the matters needing attention in each step analyze:

1. 從原理圖到建立元件參數 印刷電路板設計 flow -> input principle netlist -> design parameter settings -> manual layout -> manual wiring -> verify design -> review -> CAM output.

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，距離應盡可能寬。 最小間距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的間距。 對於高電平和低電平之間存在較大間隙的訊號線，間距應盡可能短，並應新增間距。 通常，將記錄道間距設定為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成滴狀。 這樣做的優點是，襯墊不容易剝離，但痕迹和襯墊不容易斷開。

第3, 元件佈局實踐證明，即使電路原理圖設計正確且 印刷電路板 設計不當, 這將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靠得很近, 訊號波形將延遲，並在傳輸線的終端處形成反射雜訊. 效能下降, 所以在設計 印刷電路板, 你應該注意採取正確的方法.

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。 濾波電容器主要起到寬帶儲能的作用； 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。 輸入和輸出電流電路只能分別從濾波電容器的端子連接到電源； 如果輸入/輸出電路和功率開關/整流器電路之間的連接無法連接到電容器，則直接連接端子，交流能量將通過輸入或輸出濾波電容器輻射到環境中。 電源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。 這些電流的諧波分量非常高。 頻率遠大於開關的基頻。 峰值幅度可高達連續輸入/輸出直流電流幅度的5倍。 過渡時間通常約為50ns。

4、開關電源接線包含高頻訊號。 印刷電路板上的任何列印線都可以用作天線。 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。 即使是傳遞直流訊號的印刷線路也可能與相鄰印刷線路的射頻訊號耦合，從而導致電路問題（甚至再次輻射干擾訊號）。 囙此，所有通過交流電流的印刷線路應設計為盡可能短和寬，這意味著連接到印刷線路和其他電源線的所有組件必須放置得非常近。 列印線的長度與其電感和阻抗成正比，寬度與列印線的電感和阻抗成反比。 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，並且可以輻射更多的射頻能量。 根據印刷電路板電流的大小，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的方向一致，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路。 它作為電路的公共參考點起著重要作用，是控制干擾的重要方法。 囙此，在佈局中應仔細考慮接地線的放置。 混合各種接地將導致電源運行不穩定。 接地線設計應注意以下幾點：

1、正確選擇單點接地。 通常，濾波電容器的公共端應是其他接地點與大電流交流接地耦合的唯一連接點。 它應連接到該層的接地點。 主要考慮的是電路每個部分中返回地面的電流發生變化。 實際流線的阻抗會引起電路各部分接地電位的變化，並引入干擾。 在這種開關電源中，其佈線和器件之間的電感影響較小，而接地電路形成的環流對干擾的影響較大。 將輸出整流器電流回路的幾個組件的地線連接到接地引脚，也將其連接到相應濾波電容器的接地引脚，囙此電源工作更穩定，不容易自勵。 當單點不可用時，共用接地連接兩個二極體或一個小電阻器，事實上，它可以連接到一塊相對集中的銅箔上。

2、儘量加厚接地線。 如果接地線很薄，接地電位將隨電流的變化而變化，這將導致電子設備的定時信號電平不穩定，抗雜訊效能將惡化。 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，並盡可能加寬電源和接地線的寬度。 地線最好比電源線寬。 它們的關係是：地線>電源線>訊號線。 如果可能的話，地線的寬度應該大於3mm，並且大面積的銅層也可以用作地線。 將印刷電路板上未使用的地方連接為地線。

3、輸入接地和輸出接地本開關電源為低壓DC-DC。 為了將輸出電壓迴響給變壓器的一次側，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後，必須將它們連接在一起以形成公共接地。

5、佈線設計完成後，應仔細檢查佈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。 一般檢查焊絲和焊絲、焊絲和元件焊接盤、焊絲和通孔之間的距離、元件墊和通孔之間的距離、通孔和通孔之間的距離是否合理，是否符合生產要求。 電源線和地線的寬度是否合適，印刷電路板中是否有加寬地線的地方。 注意：一些錯誤可以忽略。 例如，某些連接器的一部分輪廓被放置在板框架外，在檢查間距時會出現錯誤； 此外，每次修改佈線和過孔時，必須重新電鍍銅。

6. 根據“印刷電路板 檢查表“, 內容包括設計規則, 圖層定義, 線條寬度, 間距, 墊, 和via設定. 還應重點審查設備佈局的合理性, 電源和接地網的路由, 以及時鐘網絡的高速路由和遮罩, 去耦電容器的放置和連接, 等.