PCB科技 - 具備六種PCB設計技能，必須使用開關電源設計

在任何開關電源設計中, 的物理設計 <一 href="/tw/" target="_blank">印刷電路板電路板 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. 以下是每個步驟執行分析時需要注意的事項.

1、從原理圖到印刷電路板設計的流程

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，並且為了便於操作和生產，該距離應盡可能寬。 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。

3、部件佈置

實踐證明，即使電路原理圖設計正確，印刷電路板設計不當，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靠得很近，則會導致訊號波形延遲和傳輸線終端的反射雜訊。 效能下降，囙此在設計印刷電路板時，應注意採用正確的方法。

每個開關電源有四個電流回路：功率開關交流回路-輸出整流器交流回路-輸入信號源電流回路-輸出負載電流回路-輸入回路

輸入電容器由近似直流電流充電，濾波電容器主要用作寬帶儲能； 類似地，輸出濾波電容器還用於存儲來自輸出整流器的高頻能量，同時消除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分別從濾波電容器的端子連接到電源； 如果輸入/輸出回路和功率開關/整流器回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。

這兩個回路最容易受到電磁干擾，囙此這些交流回路必須在電源中的其他印刷線路之前佈置。 每個回路的3個主要部件是濾波電容器、功率開關或整流器、電感器或變壓器。 將它們相鄰放置，並調整組件的位置，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：

1、放置變壓器2。 設計功率開關電流回路3。 設計輸出整流器電流回路4。 將控制電路連接到交流電源電路

4、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，在佈置電路的所有部件時應滿足以下原則：

a. 第一, 考慮一下 印刷電路板 大小. 當 印刷電路板 尺寸太大, 列印的線條會很長, 阻抗將新增, 抗雜訊能力會降低, 成本會新增； 如果 印刷電路板 尺寸太小, 散熱不好, 相鄰線路容易受到干擾. 電路板的最佳形狀為矩形, 縱橫比為3:2或4:3, 位於電路板邊緣的部件, 距電路板邊緣一般不小於2mm

b、放置設備時，考慮未來的焊接，不要太密集

c、以每個功能電路的核心部件為中心，圍繞其進行佈局。 元器件應均勻、整齊、緊湊地佈置在印刷電路板上，儘量減少和縮短元器件之間的引線和連接，去耦電容器應盡可能靠近器件的VCC

d、對於高頻運行的電路，應考慮元件之間的分佈參數。 通常，電路應盡可能並聯佈置。 這樣不僅美觀，而且易於安裝和焊接，易於批量生產

e、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

f、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

g、盡可能减少回路面積，以抑制開關電源的輻射干擾

5、接線

開關電源包含高頻訊號。 印刷電路板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。 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，儘量新增電源線的寬度以减小回路電阻。 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。

6、檢查

佈線設計完成後，需要仔細檢查佈線設計是否符合設計師製定的規則，同時需要確認製定的規則是否滿足印製板生產工藝的要求。 通常，檢查線路和線路、線路和部件襯墊以及線路。 通孔、組件墊與通孔、通孔與通孔的距離是否合理，是否滿足生產要求。

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，當一些連接器的輪廓的一部分放置在板框架外時，檢查間距時會出現錯誤； 此外，每次修改痕迹和過孔時，必須重新電鍍銅。

審查基於“印刷電路板檢查表”，其中包括設計規則、層定義、線寬、間距、焊盤和通孔設定。 還應重點審查設備佈局的合理性、電源和地面網絡的路由以及高速時鐘網絡。 接線和遮罩、去耦電容器的放置和連接等。

7、設計輸出

匯出Gerber檔案的注意事項：

a、需要輸出的層包括佈線層（底層）、絲網層（包括頂部絲網、底部絲網）、焊接掩模（底部焊接掩模）、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）和絲印層的輪廓、文字、線條

c. 在裡面 印刷電路板設計, 設定每層的層時, 選擇電路板輪廓. 設定絲印層時, 不要選擇零件類型, select the outline and text of the top layer (bottom layer) and the silk screen layer.