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PCB與開關電源的規劃
時間:2020-11-13 15:20:15 點擊次數:1075

PCB規劃是開關電源規劃非常重要的一步,對電源的電功用、EMC、可靠性、可生產性都有相關。當時開關電源的功率密度越來越高,對PCB布局、布線的要求也越發嚴峻,合理科學的PCB規劃讓電源開發事半功倍,以下細節供您參看。

一、布局要求

PCB布局是比較考究的,不是說隨便放上去,擠得下就完事的。一般PCB布局要遵循幾點:


放置器件時要考慮今后的焊接和修補,兩個高度高的元件之間盡量避免放置低矮的元件,這樣不利于生產和維護,元件之間最好也不要太密集,但是隨著電子技術的展開,現在的開關電源越來越趨于小型化和緊湊化,所以就需求平衡好兩者之間的度了,既要便當焊裝與維護又要統籌緊湊。

還有就是要考慮實際的貼片加工才干,依照IPC-A-610E的標準,考慮元件旁邊面偏移的精度,不然簡略構成元件之間連錫,乃至因為元件偏移構成元件距離不行。


高頻脈沖電流流過的區域要遠離輸入、輸出端子,使噪聲源遠離輸入、輸出口,有利于前進EMC功用。

左圖變壓器離進口太近,電磁的輻射能量直接效果于輸入輸出端,因而,EMI測驗不通過。改為右邊的辦法后,變壓器遠離進口,電磁的輻射能量距輸入輸出端距離加大,效果改善顯著,EMI測驗通過。

7、發熱元件(如變壓器,開關管,整流二極管等)的布局要考慮散熱的效果,使得整個電源的散熱均勻,對溫度活絡的要害元器件(如IC)應遠離發熱元件,發熱較大的器件應與電解電容等影響整機壽數的器件有必定的距離。

8、布板時要留心底面元件的高度。例如關于灌封的DC-DC電源模塊來說,因為DC-DC模塊自身體積就比較小,假設底面元件的高度四邊不平衡,灌封的時分會呈現兩邊引腳高度一邊高一邊低的現象。

9、布局的時分要留心控制引腳的抗靜電才干,相應的電路元件之間的距離要滿意,例如Ctrl引腳(低電平關斷),其電路不像輸入、輸出端那樣具有電容濾波,所以抗靜電才干是整個模塊最弱的,必定要保證有滿意的安全距離。

二、走線準則

1、小信號走線要盡量遠離大電流走線,兩者不要靠近平行走線,假設無法避免平行的話,也要擺開滿意的距離,避免小信號走線受到攪擾。

2、要害的小信號走線,如電流取樣信號線和光耦反應的信號線等,盡量減小回路圍住的面積。

3、相鄰之間不該有過長的平行線(當然同一電流回路平行走線是可以的),上下層走線盡量選用交叉用垂直辦法,走線不要遽然拐角(即:≤90°),直角、銳角在高頻電路中會影響電氣功用。


5、高頻元件(如變壓器、電感)底下第一層不要走線,高頻元件正對著的底面也最好不要放置元件,假設無法避免,可以選用屏蔽的辦法,例如高頻元件在Top層,控制電路正對著在Bottom層,留心要在高頻元件地點的第一層敷銅進行屏蔽,這樣可以避免高頻噪聲輻射攪擾究竟面的控制電路。

6、濾波電容的走線要特別留心,左圖有一部分紋波&噪聲會通過走線出去,右圖濾波效果會好許多,紋波&噪聲通過濾波電容被徹底濾掉。

8、發熱大的元件(如TO-252封裝的MOS管)下可以大面積裸銅,用于散熱,這樣可以前進元件的可靠性。功率走線銅箔較窄處可以裸銅用于加錫以保證大電流的流通。

三、安規距離與工藝要求

1、電氣空地:兩相鄰導體或一個導體與相鄰導電機殼表面的沿空氣測量的最短距離。爬電距離:兩相鄰導體或一個導體與相鄰導電機殼表面的沿著絕緣表面測量的最短距離。

一般電源模塊電壓與最小爬電距離的聯絡可參照下表:

2、元件到板邊的距離要求。位于電路板邊沿的元器件,離電路板邊沿一般不少于2mm,關于像10W以下的小型化DC-DC模塊,因為元件體積和高度比較小,并且輸入輸出電壓不高,為了滿意小型化的要求,也要至少留有0.5mm以上的距離。

大面積銅箔到外框的距離應至少保證0.20mm以上的距離,因在銑外形時簡略銑到銅箔上構成銅箔翹起及由其引起焊劑墜落問題。

3、若走線入圓焊盤或過孔的寬度較圓焊盤的直徑小時,則需加淚滴,加強吸附力,避免焊盤或過孔墜落。

4SMD器件的引腳與大面積銅箔銜接時,要進行熱阻隔處理,不然過回流焊的時分因為散熱快,簡略構成虛焊或脫焊。


當然,以上僅僅個人總結的一些開關電源PCB規劃的閱歷,還有許多細節上的或其他方面的常識需求留心的,最后我想說的是PCB規劃,除了準則要求和閱歷常識之外,最重要的一點是仔細再仔細,查看再查看



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