技術：淺談開關電源設計中PCB板的設計注意事項

在開關電源設計中PCB板的物理設計都是最后一個環(huán)節(jié)，如果設計方法不當，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行分析：

從原理圖到PCB的設計流程

建立元件參數(shù)-》輸入原理網表-》設計參數(shù)設置-》手工布局-》手工布線-》驗證設計-》復查-》CAM輸出。

元器件布局

實踐證明，即使電路原理圖設計正確，印制電路板設計不當，也會對電子設備的可靠性產生不利影響。例如，如果印制板兩條細平行線靠得很近，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，會使產品的性能下降，因此，在設計印制電路板的時候，應注意采用正確的方法。每一個開關電源都有四個電流回路：

(1) 電源開關交流回路

(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，濾波電容主要起到一個寬帶儲能作用;類似地，輸出濾波電容也用來儲存來自輸出整流器的高頻能量，同時消除輸出負載回路的直流能量。所以，輸入和輸出濾波電容的接線端十分重要，輸入及輸出電流回路應分別只從濾波電容的接線端連接到電源;如果在輸入/輸出回路和電源開關/整流回路之間的連接無法與電容的接線端直接相連，交流能量將由輸入或輸出濾波電容并輻射到環(huán)境中去。

電源開關交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形電流，這些電流中諧波成分很高，其頻率遠大于開關基頻，峰值幅度可高達持續(xù)輸入/輸出直流電流幅度的5倍，過渡時間通常約為50ns。

這兩個回路最容易產生電磁干擾，因此必須在電源中其它印制線布線之前先布好這些交流回路，每個回路的三種主要的元件濾波電容、電源開關或整流器、電感或變壓器應彼此相鄰地進行放置，調整元件位置使它們之間的電流路徑盡可能短。建立開關電源布局的最好方法與其電氣設計相似，最佳設計流程如下：

放置變壓器

設計電源開關電流回路

設計輸出整流器電流回路

連接到交流電源電路的控制電路

設計輸入電流源回路和輸入濾波器 設計輸出負載回路和輸出濾波器根據電路的功能單元，對電路的全部元器件進行布局時，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，圍繞它來進行布局。元器件應均勻、 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。

(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，以抑制開關電源的輻射干擾。參數(shù)設置

相鄰導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，間距也應盡量寬些。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?shù)丶哟?，對高、低電平懸殊的信號線應盡可能地短且加大間距，一般情況下將走線間距設為8mil。