開關(guān)電源PCB設(shè)計要點和電氣要求
在任何開關(guān)電源設(shè)計中,pcb板的物理設(shè)計都是最后一個環(huán)節(jié),如果設(shè)計方法不當(dāng),PCB可能會輻射過多的電磁干擾,造成電源工作不穩(wěn)定,以下針對各個步驟中所需注意的事項進(jìn)行分析:
一、從原理圖到PCB的設(shè)計流程
建立元件參數(shù)->輸入原理網(wǎng)表->設(shè)計參數(shù)設(shè)置->手工布局->手工布線->驗證設(shè)計->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,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導(dǎo)致焊盤缺損。當(dāng)與焊盤連接的走線較細(xì)時,要將焊盤與走線之間的連接設(shè)計成水滴狀,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
實踐證明,即使電路原理圖設(shè)計正確,印制電路板設(shè)計不當(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)計印制電路板的時候,應(yīng)注意采用正確的方法。每一個開關(guān)電源都有四個電流回路:
(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)計相似,最佳設(shè)計流程如下:
1.放置變壓器
2.設(shè)計開關(guān)電源電流回路
3.設(shè)計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)計輸入電流源回路和輸入濾波器設(shè)計輸出負(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,要符合以下原則:
(1)首先要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,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)放置器件時要考慮以后的焊接,不要太密集。
(3)以每個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。