一站式PCBA智造廠家今天為大家講講電源PCB設(shè)計注意的事項有哪些?開關(guān)電源PCB設(shè)計注意事項。在任何開關(guān)電源設(shè)計中，PCB板的物理設(shè)計是最后一個環(huán)節(jié)。如果設(shè)計方法不當(dāng)，PCB可能會輻射出過多的電磁干擾，導(dǎo)致電源工作不穩(wěn)定。

PCB設(shè)計各個步驟的注意事項：

一、 從原理圖創(chuàng)建元件參數(shù)到PCB設(shè)計流程->輸入原理圖網(wǎng)表->設(shè)計參數(shù)設(shè)置->手動布局->手動布線->驗證設(shè)計->審核->CAM輸出。

二、 參數(shù)設(shè)置中相鄰導(dǎo)體的間距必須滿足電氣安全要求，間距盡量寬，以利于操作和生產(chǎn)。最小間距應(yīng)至少適合電壓。當(dāng)布線密度較低時，可以適當(dāng)增加信號線的間距。高低電平差的信號線盡量短，間距要加大。一般布線間距設(shè)置為8mil。焊盤內(nèi)孔邊緣到印制板邊緣的距離應(yīng)大于1mm，以免在加工過程中出現(xiàn)焊盤缺陷。當(dāng)與焊盤連接的布線較細(xì)時，焊盤與布線之間的連接應(yīng)設(shè)計成水滴狀。這樣做的好處是焊盤不易剝落，但布線和焊盤不易斷開。

三、元件布局實踐證明，即使電路原理圖設(shè)計正確，印刷設(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，如果印制板的兩條細(xì)平行線靠得很近，就會形成信號波形的延遲，在傳輸線的末端會形成反射噪聲;電源和地線考慮不當(dāng)造成的干擾會降低產(chǎn)品的性能。因此，在設(shè)計印刷電路板時應(yīng)采用正確的方法。每個開關(guān)電源都有四個電流電路：

(1)電源開關(guān)交流電路

(2) 輸出整流交流電路

(3) 輸入信號源電流環(huán)

(4) 輸出負(fù)載電流回路和輸入回路通過直流電流給輸入電容充電，濾波電容主要起到寬帶儲能的作用;同樣，輸出濾波電容也用于存儲輸出整流器的高頻能量，消除輸出負(fù)載電路的直流能量。因此，輸入和輸出濾波電容的端子非常重要。輸入和輸出電流電路只能從濾波電容器的端子連接到電源;如果輸入/輸出電路與電源開關(guān)/整流電路之間的連接不能直接連接到電容器的端子上，則交流能量會通過輸入或輸出濾波電容器輻射到環(huán)境中。電源開關(guān)的交流電路和整流器的交流電路都含有高幅度梯形電流。這些電流的諧波成分非常高，其頻率遠(yuǎn)大于開關(guān)的基本頻率。峰值幅度最高可達(dá)連續(xù)輸入/輸出直流電流幅度的 5 倍。轉(zhuǎn)換時間通常約為 50ns。這兩個電路最容易產(chǎn)生電磁干擾，因此必須在布線電源中的其他印刷線路之前鋪設(shè)這些交流電路。每個電路的三個主要元件，濾波電容、電源開關(guān)或整流器、電感器或變壓器，應(yīng)彼此相鄰放置。調(diào)整組件位置，使它們之間的當(dāng)前路徑盡可能短。建立開關(guān)電源布局的方法類似于其電氣設(shè)計。

設(shè)計流程如下：

- 放置變壓器

- 設(shè)計電源開關(guān)電流電路

- 輸出整流器設(shè)計電流電路

- 控制電路連接交流電源電路

- 設(shè)計輸入電流源電路和輸入濾波器

設(shè)計輸出負(fù)載電路和輸出濾波器，根據(jù)電路的功能單元，電路各元件的布局應(yīng)遵循以下原則：

(1) 首先，考慮PCB尺寸。 PCB尺寸過大時，印制線長，阻抗增加，抗噪能力降低，成本增加;如果太小，散熱差，相鄰線路容易受到干擾。電路板的形狀是長方形，長寬比為3:2或4:3。位于電路板邊緣的元件與電路板邊緣的距離一般不小于2mm。

(2) 放置設(shè)備時，要考慮以后的焊接，不要太密集

(3) 以各功能電路的核心元件為居中，并圍繞它排列。元器件在PCB上應(yīng)排列均勻、有序、緊湊，盡量減少和縮短元器件之間的引線和連接。去耦電容盡量靠近元器件的VCC

(4) 對于高頻工作的電路，應(yīng)考慮元件之間的分布參數(shù)。對于一般電路，元件應(yīng)盡量并聯(lián)布置。這樣不僅美觀，而且易于組裝和焊接，易于批量生產(chǎn)。

(5) 根據(jù)電路流向布置各功能電路單元的位置，使布局便于信號流向，盡量保持信號方向一致。

(6) 布局的首要原則是保證布線的分布率。移動元件時注意飛線的連接，將有接線關(guān)系的元件放在一起。

(7)盡可能減小環(huán)路面積，抑制開關(guān)電源的輻射干擾

四、接線開關(guān)電源含有高頻信號。 PCB 上的任何印刷線都可以充當(dāng)天線。印制線的長度和寬度會影響其阻抗和電感，從而影響頻率響應(yīng)。甚至通過直流信號的印制線也會耦合到來自相鄰印制線的射頻信號，導(dǎo)致電路出現(xiàn)問題(甚至再次輻射干擾信號)。因此，所有通過交流電流的印制線都應(yīng)設(shè)計得盡可能短和寬，這意味著與印制線和其他電源線相連的所有元件都必須靠近放置。印制線的長度與其電感和阻抗成正比，而寬度與其電感和阻抗成反比。長度反映了印刷線路響應(yīng)的波長。長度越長，印制線可以發(fā)送和接收電磁波的頻率越低，可以輻射出更多的射頻能量。根據(jù)印制電路板的電流，盡量租用電源線的寬度，以降低回路電阻。同時，使電源線和地線的方向與電流的方向一致，有助于增強抗噪聲能力。接地是開關(guān)電源四個電流回路的底部支路，起著電路公共參考點的重要作用，是控制干擾的重要方法。因此，在布局時應(yīng)仔細(xì)考慮接地線的放置。各種接地線混用會造成供電不穩(wěn)定。

地線設(shè)計應(yīng)注意以下幾點：

1、正確選擇單點接地 一般情況下，濾波電容的公共端應(yīng)該是其他接地點與大電流交流地耦合的連接點。同級電路的接地點應(yīng)盡量靠近，本級電路的電源濾波電容也應(yīng)接在本級的接地點上，主要考慮電路各部分返回的電流地是可變的，實際流過的線路的阻抗會導(dǎo)致電路各部分地電位的變化，引入干擾。在這種開關(guān)電源中，其布線和元件之間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對干擾的影響較大，所以采用了一點接地，即電源開關(guān)電流電路(地電路中的幾個元件的地線接在接地腳上，輸出整流器的電流電路中的幾個元件的地線也接在相應(yīng)濾波電容的接地腳上，使電源工作更穩(wěn)定并且不易自激，如果不能做到單點，在公共地線接兩個二極管或一個小電阻，可以接一個比較集中的銅箔。

2. 盡量加粗接地線。如果接地線很細(xì)，接地電位會隨著電流的變化而變化，導(dǎo)致電子設(shè)備的時序信號電平不穩(wěn)定，抗噪性能變差。因此，確保每個大電流接地端子使用盡可能短和寬的印刷線，并盡可能加寬電源和地線的寬度。地線最好比電源線寬。它們的關(guān)系是：地線>電源線>信號線。如有可能，接地線的寬度應(yīng)大于3mm，大面積覆蓋每層也可用作接地線。印制板上未使用的部分作為接地線連接到大地。全局布線時還必須遵循以下原則

(1) 布線方向：從焊接面看，元器件的排列方向盡量與原理圖一致，布線方向與電路圖的布線方向一致。由于在生產(chǎn)過程中通常需要對焊接面的各種參數(shù)進(jìn)行檢測，這樣便于生產(chǎn)中的檢查、調(diào)試和維護(hù)(注：是指在滿足電路性能、整機安裝和面板等要求的前提下)布局)。

(2) 設(shè)計接線圖時，走線盡量少轉(zhuǎn)，印刷弧線上線寬不突變，線角≥90度，線路盡量簡潔明了.

(3) 印刷電路中不允許有交叉電路?？赡芙徊娴木€可以通過“鉆孔”或“纏繞”來解決。也就是說，讓一根引線“鉆”過其他電阻、電容和三極管腳下的縫隙，或者“繞”過可能交叉的引線的一端。特殊情況下，如何讓電路變得非常復(fù)雜?為了簡化設(shè)計，也允許使用跳線來解決交叉電路問題。由于采用單面板，直插式元件位于頂面，表面貼裝元件位于底側(cè)，因此直插式元件可以在布局中與表面貼裝元件重疊，但焊盤應(yīng)避免重疊。

3. 本開關(guān)電源的輸入地和輸出地為低壓DC-DC。為了將輸出電壓反饋回變壓器的初級，兩側(cè)的電路應(yīng)該有一個共同的參考地。因此，兩側(cè)的地線鋪銅后，應(yīng)連接在一起形成公共地線

五、檢查布線設(shè)計后，要仔細(xì)檢查布線設(shè)計是否符合設(shè)計者制定的規(guī)則，還要確認(rèn)制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的要求。一般要檢查線、線與元件焊盤、線與通孔、元件焊盤與通孔、通孔與通孔的距離是否合理，符合生產(chǎn)要求。電源線和地線的寬度是否合適，PCB中是否有可以加寬地線的地方。注意：有些錯誤可以忽略。例如，一些連接器的Outline部分部分放在板框外，檢查間距時會出現(xiàn)錯誤;此外，每次修改布線和過孔時，都應(yīng)重新覆銅。

六、 根據(jù)《PCB checklist》復(fù)核，包括設(shè)計規(guī)則、層定義、線寬、間距、焊盤和過孔設(shè)置，重點關(guān)注器件布局的合理性、電源和地線網(wǎng)絡(luò)的走線、布線和屏蔽高速時鐘網(wǎng)絡(luò)，以及去耦電容的放置和連接。

七、設(shè)計輸出照片文件的注意事項：

a. 輸出層包括布線層(底層)、絲印層(包括頂層絲印和底層絲印)、阻焊層(底層阻焊)、鉆孔層(底層)、NC鉆孔文件

灣。

b. 設(shè)置絲印層的層數(shù)時，不要選擇Part Type，而是選擇頂層(底層)和絲印層的Outline、Text和Linec 設(shè)置每一層的層數(shù)時，選擇Board Outline。在設(shè)置絲印層的圖層時，不要選擇Part Type，而是選擇頂(底)層和絲印層的輪廓、文字和線條。 d。生成鉆孔文件時，使用 PowerPCB 的默認(rèn)設(shè)置，不要做任何更改。

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審核編輯 黃宇