PCB科技 - 開關電源設計中PCB板的物理設計分析

在開關電源設計中, 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. 以下是對每一步注意事項的分析：

一 從原理圖到印刷電路板的設計流程。 建立部件參數-“輸入原理網表-”設計參數設置-“手動佈局-”手動接線-“驗證設計-”重新檢查-“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, 印刷品 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, 所以在設計印刷品時 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。 濾波電容器主要用作寬帶儲能功能； 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：

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，電路的所有部件應按照以下原則佈置：

（1）首先，考慮印刷電路板尺寸。 當印刷電路板尺寸過大時，印刷線路會很長，阻抗會新增，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與電路板邊緣的距離通常不小於2mm。 （2）放置設備時，考慮後續焊接，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。

（4）對於高頻工作的電路，必須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. 荧幕上的任何列印行 印刷電路板 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 printed lines that pass DC signals can couple to radio frequency signals from adjacent printed lines and cause circuit problems (and even radiate interfering 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, 這意味著所有連接到列印線和其他電源線的組件必須放得非常近. 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, 它可以輻射更多的射頻能量. According to the 大小 of the printed 電路板 現在的, 儘量新增電源線的寬度，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路. 它作為電路的公共參考點起著重要作用, 這是控制干擾的重要方法. 因此, 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耦合到大電流交流接地的唯一連接點。 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、盡可能加厚地線。 如果地線很薄，接地電位會隨著電流的變化而變化，導致電子設備的定時信號電平不穩定，抗雜訊效能下降