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開關(guān)電源PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)和元器件布局

發(fā)布時(shí)間:2014-12-04 責(zé)任編輯:xueqi

【導(dǎo)讀】在任何開關(guān)電源設(shè)計(jì)中,PCB板的物理設(shè)計(jì)都是最后一個(gè)環(huán)節(jié)。如果設(shè)計(jì)方法不當(dāng),PCB可能會輻射過多的電磁干擾,造成電源工作不穩(wěn)定。本文將介紹開關(guān)電源PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)和元器件布局。
  
一、從原理圖到PCB的設(shè)計(jì)流程
  
建立元件參數(shù)->輸入原理網(wǎng)表->設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)置->手工布局->手工布線->驗(yàn)證設(shè)計(jì)->復(fù)查->CAM輸出。
  
二、參數(shù)設(shè)置
  
相鄰導(dǎo)線間距必須能滿足電氣安全要求,而且為了便于操作和生產(chǎn),間距也應(yīng)盡量寬些。最小間距至少要能適合承受的電壓,在布線密度較低時(shí),信號線的間距可適當(dāng)?shù)丶哟螅瑢Ω?、低電平懸殊的信號線應(yīng)盡可能地短且加大間距,一般情況下將走線間距設(shè)為8mil。焊盤內(nèi)孔邊緣到印制板邊的距離要大于1mm,這樣可以避免加工時(shí)導(dǎo)致焊盤缺損。當(dāng)與焊盤連接的走線較細(xì)時(shí),要將焊盤與走線之間的連接設(shè)計(jì)成水滴狀,這樣的好處是焊盤不容易起皮,而是走線與焊盤不易斷開。
  
三、元器件布局
  
實(shí)踐證明,即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確,印制電路板設(shè)計(jì)不當(dāng),也會對電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如,如果印制板兩條細(xì)平行線靠得很近,則會形成信號波形的延遲,在傳輸線的終端形成反射噪聲;由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾,會使產(chǎn)品的性能下降,因此,在設(shè)計(jì)印制電路板的時(shí)候,應(yīng)注意采用正確的方法。每一個(gè)開關(guān)電源都有四個(gè)電流回路:
  
(1)電源開關(guān)交流回路
 
(2)輸出整流交流回路
  
(3)輸入信號源電流回路
  
(4)輸出負(fù)載電流回路輸入回路通過一個(gè)近似直流的電流對輸入電容充電
  
建立開關(guān)電源布局的最好方法與其電氣設(shè)計(jì)相似,最佳設(shè)計(jì)流程如下:
  
1.放置變壓器
  
2.設(shè)計(jì)開關(guān)電源電流回路
  
3.設(shè)計(jì)輸出整流器電流回路
  
4.連接到交流電源電路的控制電路
  
設(shè)計(jì)輸入電流源回路和輸入濾波器設(shè)計(jì)輸出負(fù)載回路和輸出濾波器根據(jù)電路的功能單元,對電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí),要符合以下原則:
  
(1)首先要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時(shí),印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。電路板的最佳形狀矩形,長寬比為3:2或4:3,位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小于2mm。
  
(2)放置器件時(shí)要考慮以后的焊接,不要太密集。
  
(3)以每個(gè)功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上,盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接,去耦電容盡量靠近器件的VCC。
  
(4)在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀,而且裝焊容易,易于批量生產(chǎn)。
  
(5)按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置,使布局便于信號流通,并使信號盡可能保持一致的方向。
  
(6)布局的首要原則是保證布線的布通率,移動器件時(shí)注意飛線的連接,把有連線關(guān)系的器件放在一起。
  
(7)盡可能地減小環(huán)路面積,以抑制開關(guān)電源的輻射干擾。
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