干貨分享：PCB Layout 的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在集成電路應(yīng)用設(shè)計(jì)中，項(xiàng)目原理圖設(shè)計(jì)完成之后，就需要進(jìn)行PCB布板的設(shè)計(jì)。PCB設(shè)計(jì)是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。
設(shè)計(jì)結(jié)果的優(yōu)劣直接影響整個(gè)設(shè)計(jì)功能。因此，合理高效的PCB Layout是芯片電路設(shè)計(jì)調(diào)試成功中至關(guān)重要的一步。本次我們就來(lái)簡(jiǎn)單講一講PCB Layout的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。


PCB Layout設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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元器件封裝選擇

電阻選擇: 所選電阻耐壓、最大功耗及溫度不能超出使用范圍。

電容選擇: 選擇時(shí)也需要考慮所選電容的耐壓與最大有效電流。

電感選擇: 所選電感有效值電流、峰值電流必須大于實(shí)際電路中流過(guò)的電流。

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電路設(shè)計(jì)常見(jiàn)干擾

串?dāng)_: 設(shè)計(jì)線路平行走線距離過(guò)長(zhǎng)時(shí), 導(dǎo)線間的互容、互感將能量耦合至相鄰的傳輸線?？梢酝ㄟ^(guò)以下方法減少串?dāng)_影響：

1.加入安全走線

2.實(shí)際時(shí)盡量讓相鄰走線互相垂直

3.每走一段距離的平行線，增大兩者間的間距

反射:?由于布線的彎角、分支太多造成傳輸線上阻抗不匹配，可以通過(guò)減少線路上的彎角及分支線或者避免直角走線及分支線補(bǔ)強(qiáng)來(lái)進(jìn)行改善。

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確定接地方式

單點(diǎn)接地(適用于低頻電路)：所有的電路接地線接到公共地線同一點(diǎn)， 接線簡(jiǎn)單且減少地線回路相互干擾。

多點(diǎn)接地(適用于多層板電路/高頻電路)：系統(tǒng)內(nèi)部各部分就近接地，提供較低的接地阻抗。

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增加濾波、旁路電容

為保證輸入/輸出電壓穩(wěn)定，增加輸入/輸出電容。

在電源和IC間增加旁路電容，以保證輸入電壓穩(wěn)定并濾除高頻噪聲。

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阻抗位置設(shè)計(jì)

相對(duì)來(lái)說(shuō)阻抗越高的位置, 越容易被干擾。如下為一同步降壓芯片的PCB阻抗位置設(shè)計(jì)。

PCB Layout設(shè)計(jì)技巧

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電源/地線處理

既使在整個(gè)PCB板中的布線完成得都很好，但由于電源、 地線的考慮不周到而引起的干擾，會(huì)使產(chǎn)品的性能下降. 布線時(shí)盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是：地線＞電源線＞信號(hào)線。對(duì)數(shù)字電路的PCB可用寬的地導(dǎo)線組成一個(gè)回路， 即構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng)來(lái)使用（模擬電路不能使用該方法)。用大面積敷銅層作地線用，在印制板上把沒(méi)被用上的地方都與地相連接作為地線用。或是做成多層板，電源、地線各占用一層。

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數(shù)字與模擬電路的共地處理

數(shù)字電路與模擬電路的共地處理: 數(shù)字電路與模擬電路共同存在時(shí),布線需要考慮之間互相干擾問(wèn)題，特別是地線上的噪音干擾。數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強(qiáng)，對(duì)信號(hào)線來(lái)說(shuō)，高頻的信號(hào)線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件，對(duì)地線來(lái)說(shuō)，整個(gè)PCB對(duì)外連接界只有一個(gè)端口，所以必須在PCB內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)、模共地的問(wèn)題，而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實(shí)際上是分開(kāi)的它們之間互不相連，只是在PCB與外界連接的端口處(如插頭等), 數(shù)字地與模擬地有一點(diǎn)短接，請(qǐng)注意，只有一個(gè)連接點(diǎn)。

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信號(hào)線分布層

信號(hào)線布在電源(地)層上: 在多層印制板布線時(shí)，由于在信號(hào)線層沒(méi)有布完的線剩下已經(jīng)不多，再多加層數(shù)就會(huì)造成浪費(fèi)也會(huì)給生產(chǎn)增加一定的工作量，成本也相應(yīng)增加了，為解決這個(gè)矛盾，可以考慮在電(地)層上進(jìn)行布線。首先應(yīng)考慮用電源層，其次才是地層。因?yàn)樽詈檬潜Ａ舻貙拥耐暾浴?/p>＋

信號(hào)流向設(shè)計(jì)

PCB布局設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分遵守沿信號(hào)流向直線放置的設(shè)計(jì)原則，盡量避免來(lái)回環(huán)繞。

PCB Layout設(shè)計(jì)實(shí)例

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Layout設(shè)計(jì)建議

1. 驅(qū)動(dòng)芯片與功率MOSFET擺放盡可能靠近;

2. VCC-GND(CVCC) / VB-VS(CBS)電容盡可能靠近芯片;

3. 芯片散熱焊盤(pán)加一定數(shù)量過(guò)孔并且與GND相連接(增加散熱、減小寄生電感);

4. GND布線直接與MOSFET 源極(source)相連接, 且避免與源極(source)-漏極(drain)間大電流路徑相重合, VS 同理GND布線原則(避免功率回路與驅(qū)動(dòng)回路重合);

5. HO/LO布線盡量寬(60mil-100mil,驅(qū)動(dòng)電流比較高,降低寄生電感的影響);

6. LIN/HIN 邏輯輸入端口盡量遠(yuǎn)離HS布線(避免過(guò)高的電壓擺動(dòng)干擾到輸入信號(hào))。

*SQ55664 Layout設(shè)計(jì)

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我是張巧龍，一名教電子的大學(xué)老師，歡迎關(guān)注！