正确的开关电源PCB排版就变得非常重要。
许多情况下,一个在纸上设计得非常完美的电源可能在初次调试时无法正常工作,原因是该电源的PCB布线存在着许多问题。
在开关电源设计中,PCB设计是非常关键的一步,它对电源的性能、EMC要求、可靠性、可生产性都影响很大。
随着电子技术的发展,开关电源的体积越来越精巧,性能更加强大,开关频率也越来越高,器件的密集度也越来越高,这对PCB布局布线的抗干扰要求也越来越严,因而合理、科学的PCB布局就变得非常重要。本文将就如何在第一次就实现良好的PCB布局提出建议。
大原则:开关电源不管是布局还是布线优先都应该优先参考芯片datasheet,一般芯片手册中都会给出相应的layout Design Guide指导,走线之前一定要好好看。
一般PCB布局要遵循几点
1、布局的首要原则是保证布线的布通率,移动器件时要注意飞线的连接,要把有连线关系的器件放在一起;
2、确定开关电源模块在PCB板上的位置。开关是一个强烈的EMI辐射源,应远离时钟、接口等敏感器件摆放,并且要尽量靠近用电端,同时考虑散热和装配性等因素;
3、确定原理框图中主电源通道,以及地的区别(电源地、信号地、其他信号地)。如 图所示:红色为主电流通道;紫色为地的区别;蓝色为反馈通道;
4、以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上,这样,不但美观,而且装焊容易,易于批量生产。尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接,去耦电容尽量靠近IC管脚,地线要短;
5、放置器件时要考虑以后的焊接和维修,两个高度高的元件之间尽量避免放置矮小的元件,元件之间最好也不要太密集,也要考虑实际的贴片加工能力;
6、元件布局的时候,要优先考虑高频脉冲电流和大电流的环路面积,要使高频环路的面积应尽可能地减小,以抑制开关电源的辐射干扰;
7、按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向;
8、过孔放置不应破坏高频电流在地层上的路径;
9、发热元件(如变压器、开关管、整流二极管等)的布局要考虑散热的效果,使得整个电源的散热均匀,对温度敏感的关键元器件(如IC)应远离发热元件,发热较大的器件应与电解电容等影响整机寿命的器件有一定的距离。