開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的電磁干擾,時(shí)常會(huì)影響到電子產(chǎn)品的正常工作,因而正確的開(kāi)關(guān)電源PCB排版就變得非常重要。
許多情況下,一個(gè)在紙上設(shè)計(jì)得非常完美的電源可能在初次調(diào)試時(shí)無(wú)法正常工作,原因是該電源的PCB布線存在著許多問(wèn)題。
在開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中,PCB設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的一步,它對(duì)電源的性能、EMC要求、可靠性、可生產(chǎn)性都影響很大。
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,開(kāi)關(guān)電源的體積越來(lái)越精巧,性能更加強(qiáng)大,開(kāi)關(guān)頻率也越來(lái)越高,器件的密集度也越來(lái)越高,這對(duì)PCB布局布線的抗干擾要求也越來(lái)越嚴(yán),因而合理、科學(xué)的PCB布局就變得非常重要。本文將就如何在第一次就實(shí)現(xiàn)良好的PCB布局提出建議。
大原則:開(kāi)關(guān)電源不管是布局還是布線優(yōu)先都應(yīng)該優(yōu)先參考芯片datasheet,一般芯片手冊(cè)中都會(huì)給出相應(yīng)的layout Design Guide指導(dǎo),走線之前一定要好好看。
很多時(shí)候單板空間有限,結(jié)構(gòu)上也有限制,這時(shí)我們又該怎么去權(quán)衡我們的設(shè)計(jì)?
其實(shí)設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源時(shí)還是有一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可循的,不是說(shuō)隨便放上去、擠得下就完事的。
一般PCB布局要遵循幾點(diǎn)
1、布局的首要原則是保證布線的布通率,移動(dòng)器件時(shí)要注意飛線的連接,要把有連線關(guān)系的器件放在一起;
2、確定開(kāi)關(guān)電源模塊在PCB板上的位置。開(kāi)關(guān)是一個(gè)強(qiáng)烈的EMI輻射源,應(yīng)遠(yuǎn)離時(shí)鐘、接口等敏感器件擺放,并且要盡量靠近用電端,同時(shí)考慮散熱和裝配性等因素;
3、確定原理框圖中主電源通道,以及地的區(qū)別(電源地、信號(hào)地、其他信號(hào)地)。如 圖2 所示:紅色為主電流通道;紫色為地的區(qū)別;藍(lán)色為反饋通道;
4、以每個(gè)功能電路的核心元件為中心,圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上,這樣,不但美觀,而且裝焊容易,易于批量生產(chǎn)。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IC管腳,地線要短;
5、放置器件時(shí)要考慮以后的焊接和維修,兩個(gè)高度高的元件之間盡量避免放置矮小的元件,元件之間最好也不要太密集,也要考慮實(shí)際的貼片加工能力;
6、元件布局的時(shí)候,要優(yōu)先考慮高頻脈沖電流和大電流的環(huán)路面積,要使高頻環(huán)路的面積應(yīng)盡可能地減小,以抑制開(kāi)關(guān)電源的輻射干擾;
7、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(hào)流通,并使信號(hào)盡可能保持一致的方向;
8、過(guò)孔放置不應(yīng)破壞高頻電流在地層上的路徑;
9、發(fā)熱元件(如變壓器、開(kāi)關(guān)管、整流二極管等)的布局要考慮散熱的效果,使得整個(gè)電源的散熱均勻,對(duì)溫度敏感的關(guān)鍵元器件(如IC)應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件,發(fā)熱較大的器件應(yīng)與電解電容等影響整機(jī)壽命的器件有一定的距離。
對(duì)于常見(jiàn)的開(kāi)關(guān)電源的舉例我們就先介紹到這里。當(dāng)然,以上只是個(gè)人總結(jié)的一些開(kāi)關(guān)電源PCB設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn),還有很多細(xì)節(jié)上或其他方面的知識(shí)需要注意。在動(dòng)手布局前,仔細(xì)思考PCB布局將事半功倍,有助于節(jié)省處理開(kāi)關(guān)電源異常所需花費(fèi)的時(shí)間。
PCB設(shè)計(jì)除了原則要求和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)之外,最重要的一點(diǎn)是細(xì)心、檢查!
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