開關(guān)電源設(shè)計(jì)中印刷電路板的物理設(shè)計(jì)分析

PCB板的物理設(shè)計(jì)是開關(guān)電源設(shè)計(jì)的較后一步。如果設(shè)計(jì)方法不當(dāng)，PCB可能會(huì)輻射過(guò)多的電磁干擾，導(dǎo)致電源運(yùn)行不穩(wěn)定。分析了每一步的注意事項(xiàng)。

1.從原理圖到PCB的設(shè)計(jì)流程：建立元器件參數(shù)-輸入原理網(wǎng)表-設(shè)置設(shè)計(jì)參數(shù)-手動(dòng)布局-手動(dòng)布線-驗(yàn)證設(shè)計(jì)-復(fù)核-CAM輸出。

二、參數(shù)設(shè)置鄰線間距必須滿足電氣安全要求，為了便于操作和生產(chǎn)，間距應(yīng)盡可能寬。較小間距應(yīng)至少適合要承受的電壓。當(dāng)布線密度低時(shí)，信號(hào)線的間距可以適當(dāng)增加。對(duì)于高低電平不同的信號(hào)線，間距要盡可能短，越大越好。一般情況下，布線間距應(yīng)設(shè)置為8密耳。

焊盤內(nèi)孔邊緣與印刷電路板邊緣的距離應(yīng)大于1毫米，這樣可以避免焊盤在加工過(guò)程中的缺陷。當(dāng)與焊盤相連的走線較細(xì)時(shí)，焊盤與走線的連接應(yīng)設(shè)計(jì)成一個(gè)水滴，這樣的好處是焊盤不容易剝離，但走線不容易與焊盤斷開。

第三，元器件布局的實(shí)踐證明，即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確，印刷電路板設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會(huì)對(duì)電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。比如PCB的兩條細(xì)平行線靠在一起，會(huì)形成信號(hào)波形的延遲，在傳輸線的終端會(huì)形成反射噪聲；電源和地線考慮不周造成的干擾會(huì)降低產(chǎn)品的性能。因此，在設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)，應(yīng)注意采用正確的方法。每個(gè)開關(guān)電源有四個(gè)電流環(huán)路：

(1).電源開關(guān)的交流電路

(2).輸出整流器交流電路

(3).輸入信號(hào)源電流環(huán)路

(4)輸出負(fù)載電流電路的輸入電路用近似DC電流給輸入電容充電，濾波電容主要起寬帶儲(chǔ)能作用；同樣，輸出濾波電容也用于存儲(chǔ)輸出整流器的高頻能量，并消除輸出負(fù)載環(huán)路的DC能量。因此，輸入和輸出濾波電容的端子非常重要，輸入和輸出電流環(huán)路應(yīng)僅從濾波電容的端子連接到電源。如果輸入/輸出電路和電源開關(guān)/整流器電路之間的連接不能直接與電容器的端子連接，交流能量將通過(guò)輸入或輸出濾波電容器輻射到環(huán)境中。電源開關(guān)的交流電路和整流器的交流電路含有高幅梯形電流，其中含有高次諧波成分，其頻率遠(yuǎn)高于開關(guān)的基頻，峰值幅值可高達(dá)連續(xù)輸入/輸出DC電流幅值的5倍，過(guò)渡時(shí)間通常約為50ns。這兩個(gè)電路較容易受到電磁干擾，所以這些交流電路必須在電源中的其他印刷線路之前布置好。每個(gè)電路的三個(gè)主要元件，即濾波電容、電源開關(guān)或整流器、電感或干式變壓器，應(yīng)彼此相鄰放置，并應(yīng)調(diào)整元件的位置，使它們之間的電流路徑盡可能短。建立開關(guān)電源布局的較佳方式與其電氣設(shè)計(jì)相似，較佳設(shè)計(jì)流程如下：

放置干式變壓器的電源開關(guān)電流電路設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)輸出整流器的電流回路

連接到交流電源電路的控制電路 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

輸入電流源電路和輸入濾波器的設(shè)計(jì)輸出負(fù)載電路和輸出濾波器的設(shè)計(jì)根據(jù)電路的功能單元，電路所有元件的布局應(yīng)符合以下原則：

(1)先先考慮PCB的尺寸。當(dāng)PCB尺寸過(guò)大時(shí)，印刷線路較長(zhǎng)，阻抗增大，抗噪聲能力下降，成本也隨之增加；太小的話散熱不好，相鄰的線路容易受到干擾。電路板的較佳形狀為矩形，長(zhǎng)寬比為3: 2或4: 3。位于電路板邊緣的元件距離邊緣一般不小于2mm