开关电源@@@@设计中@@PCB板@@各环节需要注@@意@@的问题@@

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在@@开关电源@@@@设计中@@@@PCB板@@的@@物理设计都是最后一个环节@@,如果设计方法不当@@,PCB可能会辐射过多的电磁干扰@@,造成电源@@工作不稳定@@,以下针对各个步骤中所需注@@意@@的事项进行分析@@:

从原理图到@@PCB的设计流程@@

建立@@188足彩外围@@app 参数@@-》输入原理网@@表@@-》设计参数@@设置@@@@-》手工布局@@-》手工布线@@@@-》验证设计@@-》复查@@-》CAM 输出@@。

开关电源@@@@设计中@@PCB板@@各环节需要注@@意@@的问题@@

元器件布局@@

实践证明@@,即使电路原理图设计正确@@,印制电路板@@设计不当@@,也会对电子@@设备@@的可靠性产生不利影响@@。例如@@,如果印制板@@两条细平行线靠得很近@@,则会形成信号波形的延迟@@,在@@传输线的终端形成反射噪声@@;由于电源@@@@、地线@@的考虑不周到而引起的干扰@@,会使产品的性能下降@@,因此@@,在@@设计印制电路板@@的@@时@@候@@,应注@@意@@采用正确的方法@@。每一个开关电源@@@@都有四个电流回路@@:
   (1 )电源@@开关交流回路@@
   (2 )输出@@整流交流回路@@
   (3 )输入信号源电流回路@@
   (4 )输出@@负载电流回路输入回路@@

通过一个近似直流的电流对输入电容@@充电@@,滤波电容@@@@主要起到一个宽带储能作用@@;类似地@@,输出@@滤波电容@@@@也用来储存来自输出@@整流器的高频能量@@,同时@@@@消除输出@@负载回路的直流能量@@。所以@@,输入和@@输出@@滤波电容@@@@的接线端十分重要@@,输入及输出@@电流回路应分别只从滤波电容@@@@的接线端连接到电源@@@@;如果在@@输入@@/输出@@回路和@@电源@@开关@@/整流回路之间的连接无法与电容@@的接线端直接相连@@,交流能量将@@由输入或@@输出@@滤波电容@@@@并辐射到环境中去@@。

电源@@开关交流回路@@和@@整流器的交流回路包含高幅梯形电流@@,这些电流中谐波成分很高@@,其频率远大于开关基频@@,峰值@@幅度@@可高达持续输入@@/输出@@直流电流幅度@@的@@5倍@@,过渡时@@间通常约为@@50 n/s。
    这两个回路最容易产生电磁干扰@@,因此@@必须在@@电源@@中其它印制线布线@@之前先布好这些交流回路@@,每个回路的三种主要的@@188足彩外围@@app 滤波电容@@@@、电源@@开关或@@整流器@@、电感或@@变压器应彼此相邻地进行放置@@,调整@@188足彩外围@@app 位置使它们之间的电流路径尽可能短@@。建立@@开关电源@@@@布局的最好方法与其电气设计相似@@,最佳设计流程如下@@:

  •     放置变压器@@
  •     设计电源@@开关电流回路@@
  •     设计输出@@整流器电流回路@@
  •     连接到交流电源@@电路的@@控制电路@@

设计输入电流源回路和@@输入滤波器设计输出@@负载回路和@@输出@@滤波器根据电路的@@功能单元@@,对电路的@@全部元器件进行布局时@@@@, 要符合以下原则@@:
   (1 )首先要考虑@@PCB 尺寸大小@@。PCB 尺寸过大时@@@@,印制线条长@@,阻抗增加@@,抗噪声能力下降@@,成本也增加@@;过小则散热不好@@,且邻近线条易受干扰@@。电路板@@的@@最佳形状矩形@@,长宽比为@@3:2或@@4:3,位于@@电路板@@边缘的元器件@@,离电路板@@边缘一般不小于@@2mm。
   (2 )放置器件时@@要考虑以后的焊接@@,不要太密集@@。
   (3 )以每个功能电路的@@核心@@188足彩外围@@app 为中心@@,围绕@@它来进行布局@@。元器件应均匀@@、整齐@@、紧凑地排列在@@@@PCB上@@,尽量减少和@@缩短各元器件之间的引线和@@连接@@,去耦电容@@尽量靠近器件的@@VCC。
   (4 )在@@高频下工作的电路@@,要考虑元器件之间的分布参数@@@@。一般电路应尽可能使元器件平行排列@@。这样@@,不但美观@@,而且装焊容易@@,易于批量生产@@。
   (5 )按照电路的@@流程安排各个功能电路单元的位置@@,使布局便于信号流通@@,并使信号尽可能保持一致的方向@@。
   (6 )布局的首要原则是保证布线@@的布通率@@,移动器件时@@注@@意@@飞线的连接@@,把有连线关系的器件放在@@一起@@。
   (7 )尽可能地减小环路面@@积@@,以抑制开关电源@@@@的辐射干扰@@。

参数@@设置@@
    相邻导线间距@@必须能满足电气安全要求@@,而且为了便于操作和@@生产@@,间距@@也应尽量宽些@@。最小间距@@至少要能适合承受的电压@@,在@@布线@@密度@@较低时@@@@,信号线@@的间距@@可适当地加大@@,对高@@、低电平悬殊的信号线@@应尽可能地短且加大间距@@@@,一般情况下将@@走线间距@@设为@@8mil。

焊盘@@内孔边缘到印制板@@边的距离要大于@@1m m,这样@@可以避免加工时@@导致焊盘@@缺损@@。当与焊盘@@连接的走线较细时@@@@,要将@@焊盘@@与走线之间的连接设计成水滴状@@,这样@@的好处是焊盘@@不容易起皮@@,而是走线与@@焊盘@@不易断开@@。

布线@@
    开关电源@@@@中包含有高频信号@@,PCB上@@任何印制线都可以起到天线的作用@@,印制线的长度@@和@@宽度@@会影响其阻抗和@@感抗@@,从而影响频率响应@@。即使是通过直流信号的印制线也会从邻近的印制线耦合到射频@@信号并造成电路问题@@(甚至再次辐射出干扰信号@@)。因此@@应将@@所有通过交流电流的印制线设计得尽可能短而宽@@,这意味着必须将@@所有连接到印制线和@@连接到其他电源@@线@@的元器件放置得很近@@。
    印制线的长度@@与其表现出的电感量和@@阻抗成正比@@,而宽度@@则与印制线的电感量和@@阻抗成反比@@。长度@@反映出印制线响应的波长@@,长度@@越长@@,印制线能发送和@@接收电磁波的频率越低@@,它就能辐射出更多的射频@@能量@@。根据印制线路板@@电流的大小@@,尽量加租电源@@线@@宽度@@@@,减少环路电阻@@。同时@@@@、使电源@@线@@@@、地线@@的走向和@@电流的方向一致@@,这样@@有助于增强抗噪声能力@@。接地是开关电源@@@@四个电流回路的底层@@支路@@,作为电路的@@公共参考点起着很重要的作用@@,它是控制干扰的重要方法@@。

因此@@,在@@布局中应仔细考虑接地线@@的放置@@,将@@各种接地混合会造成电源@@工作不稳定@@@@。

在@@地线@@设计中应注@@意@@以下几点@@:

1.正确选择单点接地通常@@,滤波电容@@@@公共端应是其它的接地点耦合到大电流的交流地的唯一连接点@@,同一级电路的@@接地点应尽量靠近@@,并且本级电路的@@电源@@滤波电容@@@@也应接在@@该级接地点上@@@@,主要是考虑电路各部分回流到地的电流是变化的@@,因实际流过的线路的阻抗会导致电路各部分地电位的变化而引入干扰@@。在@@本开关电源@@@@中@@,它的布线@@和@@器件间的电感影响较小@@,而接地电路形成的环流对干扰影响较大@@,因而采用一点接地@@,即将@@电源@@开关电流回路@@(中的几个器件的地线@@都连到接地脚上@@@@,输出@@整流器电流回路的几个器件的地线@@也同样接到相应的滤波电容@@@@的接地脚上@@@@,这样@@电源@@工作较稳定@@,不易自激@@。做不到单点时@@@@,在@@共地处接两二极管或@@一小电阻@@,其实接在@@比较集中的一块铜箔处就可以@@。

2.尽量加粗接地线@@若接地线@@很细@@,接地电位则随电流的变化而变化@@,致使电子@@设备@@的定时@@信号电平不稳@@,抗噪声性能变坏@@, 因此@@要确保每一个大电流的接地端采用尽量短而宽的印制线@@,尽量加宽电源@@@@、地线@@宽@@度@@@@,最好是地线@@比电源@@线@@宽@@,它们的关系是@@:地线@@》电源@@线@@》信号线@@,如有可能@@,接地线@@的宽度@@应大于@@3mm,也可用大面@@积铜层作地线@@用@@,在@@印制板@@上@@把没被用上@@的地方都与地相连接作为地线@@用@@。进行全局布线@@的时@@候@@,还须遵循以下原则@@:

(1 )布线@@方向@@:从焊接面@@看@@,188足彩外围@@app 的排列方位尽可能保持与原理图相一致@@,布线@@方向@@最好与电路图走线方向相一致@@,因生产过程中通常需要在@@焊接面@@进行各种参数@@的检测@@,故这样@@做便于生产中的检查@@@@,调试及检修@@(注@@:指在@@满足电路性能及整机安装与面@@板@@布局要求的前提下@@)。

(2 )设计布线@@图时@@走线尽量少拐弯@@,印刷弧上@@的线宽@@不要突变@@,导线拐角应@@≥90度@@,力求线条简单明了@@。

(3 )印刷电路中不允许有交叉电路@@,对于可能交叉的线条@@,可以用@@“钻@@”、“绕@@”两种办法解决@@。即让某引线从别的电阻@@、电容@@、三极管脚下的空隙处@@“钻@@”过去@@,或@@从可能交叉的某条引线的一端@@“绕@@”过去@@,在@@特殊情况下如何电路很复杂@@,为简化设计也允许用导线跨接@@,解决交叉电路问题@@。因采用单面@@板@@@@,直插@@188足彩外围@@app 位于@@top面@@,表贴器件位于@@@@bottom面@@,所以@@在@@布局的时@@候直插@@器件可与表贴器件交叠@@,但要避免焊盘@@重叠@@。

3.输入地与输出@@地本开关电源@@@@中为低压的@@DC - DC,欲将@@输出@@电压反馈回变压器的初级@@,两边的电路应有共同的参考地@@,所以@@在@@对两边的地线@@分别铺铜之后@@,还要连接在@@一起@@,形成共同的地@@。

检查@@

布线@@设计完成后@@,需认真检查@@布线@@设计是否符合设计者所制定的规则@@,同时@@@@也需确认所制定的规则是否符合印制板@@生产工艺的需求@@,一般检查@@线与@@线@@、线与@@188足彩外围@@app 焊盘@@、线与@@贯通孔@@、188足彩外围@@app 焊盘@@与贯通孔@@、贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理@@,是否满足生产要求@@。电源@@线@@和@@地线@@的宽度@@是否合适@@,在@@PCB 中是否还有能让地线@@加宽的地方@@。注@@意@@:有些错误可以忽略@@,例如@@有些接插件的@@Outline的一部分放在@@了板@@框外@@,检查@@间距@@时@@会出错@@;另外每次修改过走线和@@过孔之后@@,都要重新覆铜一次@@。

复查@@根据@@“PCB 检查@@表@@”

内容包括设计规则@@,层定义@@、线宽@@、间距@@、焊盘@@、过孔设置@@,还要重点复查@@器件布局的合理性@@,电源@@、地线@@网@@络的走线@@, 高速时@@钟@@网@@络的走线与@@屏蔽@@,去耦电容@@的摆放和@@连接等@@。
设计输出@@输出@@光绘文件的注@@意@@事项@@:
    a.需要输出@@的层有布线@@层@@(底层@@)、丝印层@@(包括顶层丝印@@、底层@@丝印@@)、阻焊层@@(底层@@阻焊@@)、钻@@孔层@@(底层@@),另外还要生成钻@@孔文件@@(NCD rill )
    b. 设置丝印层@@的@@Layer 时@@,不要选择@@Part Type,选择顶层@@(底层@@)和@@丝印层@@的@@Outline、Text、Line。
    c.在@@设置每层的@@Layer 时@@,将@@Board Outline 选上@@@@,设置丝印层@@的@@Layer 时@@,不要选择@@Part Type,选择顶层@@(底层@@)和@@丝印层@@的@@Outline、Text、Line。
    d.生成钻@@孔文件时@@@@,使用@@Power PCB的缺省设置@@,不要作任何改@@。

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