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開關電源電路板PCB設計要點(上)

發布時間 :2017-05-02 14:31 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷PCB設計部
PCB設計是開關電源電路板設計非常重要的一步,對電源的電性能、EMC、可靠性、可生產性都有關聯。當前開關電源的功率密度越來越高,對PCB布局、布線的要求也越發嚴格,合理科學的PCB設計讓電源開發事半功倍,以下細節供您參考。
 
一、布局要求
PCB布局是比較講究的,不是說隨便放上去,擠得下就完事的。一般PCB布局要遵循幾點:
 
1、布局的首要原則是保證布線的布通率,移動器件時注意飛線的連接,把有連線關系的器件放在一起。
 
2、以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進行布局。元器件應均勻、 整齊、緊湊地排列在PCB電路板上,這樣,不但美觀,而且裝焊容易,易于批量生產。盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接;振蕩電路,濾波去耦電容要緊靠近IC,地線要短,如圖1所示。
盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接;振蕩電路,濾波去耦電容要緊靠近IC,地線要短
 圖1
 
3、放置器件時要考慮以后的焊接和維修,兩個高度高的元件之間盡量避免放置矮小的元件,如圖2所示,這樣不利于生產和維護,元件之間最好也不要太密集,但是隨著電子技術的發展,現在的開關電源越來越趨于小型化和緊湊化,所以就需要平衡好兩者之間的度了,既要方便焊裝與維護又要兼顧緊湊。還有就是要考慮實際的貼片加工能力,按照IPC-A-610E的標準,考慮元件側面偏移的精度,不然容易造成元件之間連錫,甚至由于元件偏移造成元件距離不夠。
放置器件時要考慮以后的焊接和維修,兩個高度高的元件之間盡量避免放置矮小的元件
圖2
 
4、光電耦合器件和電流采樣電路,容易被干擾,應遠離強電場、強磁場器件,如大電流走線、變壓器、高電位脈動器件等。
 
5、元件布局的時候,要優先考慮高頻脈沖電流和大電流的環路面積,盡可能地減小,以抑制開關電源的輻射干擾。如圖3所示的幾個電流環路是需要特別注意的。
元件布局的時候,要優先考慮高頻脈沖電流和大電流的環路面積,盡可能地減小,以抑制開關電源的輻射干擾
圖3
 
6、高頻脈沖電流流過的區域要遠離輸入、輸出端子,使噪聲源遠離輸入、輸出口,有利于提高EMC性能。
左圖變壓器離入口太近,電磁的輻射能量直接作用于輸入輸出端,因此,EMI測試不通過。改為右邊的方式后,變壓器遠離入口,電磁的輻射能量距輸入輸出端距離加大,效果改善明顯,EMI測試通過。
圖4
 
如圖4所示,左圖變壓器離入口太近,電磁的輻射能量直接作用于輸入輸出端,因此,EMI測試不通過。改為右邊的方式后,變壓器遠離入口,電磁的輻射能量距輸入輸出端距離加大,效果改善明顯,EMI測試通過。
 
7、發熱元件(如變壓器,開關管,整流二極管等)的布局要考慮散熱的效果,使得整個電源的散熱均勻,對溫度敏感的關鍵元器件(如IC)應遠離發熱元件,發熱較大的器件應與電解電容等影響整機壽命的器件有一定的距離。
 
8、布板時要注意底面元件的高度。例如對于灌封的DC-DC電源模塊來說,因為DC-DC模塊本身體積就比較小,如果底面元件的高度四邊不平衡,灌封的時候會出現兩邊引腳高度一邊高一邊低的現象。
布板時要注意底面元件的高度
圖5
 
9、布局的時候要注意控制引腳的抗靜電能力,相應的電路元件之間的距離要足夠,例如Ctrl引腳(低電平關斷),其電路不像輸入、輸出端那樣具有電容濾波,所以抗靜電能力是整個模塊最弱的,一定要確保有足夠的安全間距。


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