開關電源的PCB設計怎麼做?

在任何開關電源設計中, PCB板 是最後一個鏈接。 如果設計方法不當,PCB可能會輻射過多的電磁干擾,導致電源工作不穩定。 以下是各步驟分析中的注意事項。

印刷電路板

1.從原理圖到PCB的設計流程

建立元件參數-》輸入原理網表-》設計參數設置-》手動版圖-》手動接線-》驗證設計-》複查-》CAM輸出。

2. 參數設置

相鄰電線之間的距離必須能夠滿足電氣安全要求,並且為了便於操作和生產,該距離應盡可能寬。 最小間距必須至少適合承受

電壓

當佈線密度較低時,可以適當增加信號線的間距。 對於有高低電平的信號線,間距要盡量短,間距要加大。 一般佈線間距設置為8mil。 焊盤內孔邊緣與印製板邊緣的距離應大於1mm,這樣可以避免焊盤在加工過程中出現缺陷。 當與焊盤相連的走線較細時,應將焊盤與走線的連接設計成水滴狀。 這樣做的好處是焊盤不易剝落,但走線與焊盤不易斷開。

3. 組件佈局

實踐證明,即使

線路

原理圖設計正確,印刷電路板設計不當。

電子

設備的可靠性受到不利影響。 例如,如果印製板的兩條平行細線靠得很近,則信號波形會延遲,並且會在傳輸線的末端形成反射噪聲。 性能下降,所以在設計印刷電路板時,要注意採用正確的方法。 每個開關電源有四個電流

循環:

電源開關交流電路

輸出整流交流電路

輸入信號源電流環

輸出負載電流迴路輸入迴路

將近似 DC 電流傳遞到輸入

電容

充電時,濾波電容主要起寬帶儲能作用; 同樣,輸出濾波電容也用於儲存來自輸出整流器的高頻能量,同時消除輸出負載迴路的直流能量。 因此,輸入輸出濾波電容的接線端非常重要。 輸入和輸出電流迴路只能分別從濾波電容的端子接入電源; 如果輸入/輸出迴路和電源開關/整流迴路之間的連接不能通過電容端直接連接,交流能量會通過輸入或輸出濾波電容輻射到環境中。

電源開關的交流電路和整流器的交流電路中含有高振幅梯形電流。 這些電流的諧波分量非常高。 頻率遠大於開關的基頻。 峰值幅度可高達連續輸入/輸出直流電流幅度的 5 倍。 過渡時間通常在 50ns 左右。 這兩個迴路最容易受到電磁干擾,因此這些交流迴路必須佈置在電源中的其他印刷線路之前。 每個迴路的三個主要部件是濾波電容器、電源開關或整流器,

電感

變壓器

應相鄰放置,調整元件位置,使它們之間的電流路徑盡可能短。

建立開關電源佈局的最佳方式與其電氣設計類似。 最佳設計流程如下:

1.放置變壓器

2. 設計電源開關電流迴路

3. 設計輸出整流電流迴路

4.控制電路連接到交流電源電路

設計輸入電流源迴路和輸入

過濾器

在根據電路的功能單元設計輸出負載迴路和輸出濾波器時,在對電路的所有元件進行佈局時,必須滿足以下原則:

首先要考慮的是PCB的尺寸。 PCB尺寸過大時,印製線長,阻抗增加,抗噪能力下降,成本增加; PCB尺寸太小,散熱不好,容易乾擾相鄰線路。 電路板的最佳形狀是矩形,長寬比為3:2或4:3。 位於電路板邊緣的元件一般距離電路板邊緣不小於2mm。 放置元件時,要考慮以後的焊接,不要太密 以各功能電路的核心元件為中心,圍繞其佈局。 元器件應均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上,盡量減少和縮短元器件之間的引線和連線,去耦電容應盡量靠近器件的VCC。 在高頻下工作的電路應該考慮元件。 分佈參數。 一般情況下,電路應盡量並聯。 這樣,不僅美觀,而且安裝焊接方便,易於批量生產。 根據電路流向佈置各功能電路單元的位置,便於信號流向,信號盡可能一致。 佈局的第一原則是保證佈線的佈線。 移動設備時要注意飛線的連接,將連接的設備放在一起,盡量減少環路面積,抑制開關電源的輻射干擾。

4.接線

開關電源包含高頻信號。 PCB 上的任何印刷線都可以用作天線。 印製線的長度和寬度會影響其阻抗和電感,從而影響頻率響應。 即使是通過直流信號的印刷線路也會耦合到來自相鄰印刷線路的射頻信號並導致電路問題(甚至再次輻射干擾信號)。 因此,所有通過交流電流的印刷線路都應設計得盡可能短而寬,這意味著所有連接到印刷線路和其他電源線的元件必須放置得非常近。

印製線的長度與其電感和阻抗成正比,寬度與印製線的電感和阻抗成反比。 長度反映了印刷線響應的波長。 長度越長,印製線可以發送和接收電磁波的頻率越低,可以輻射更多的射頻能量。 根據印製電路板電流的大小,盡量增加電源線的寬度,以降低迴路電阻。 同時,使電源線和地線的方向與電流的方向一致,有助於增強抗噪聲能力。 接地是開關電源四個電流迴路的底部支路。 它作為電路的公共參考點起著重要的作用,是控制干擾的重要方法。 因此,在佈局時應仔細考慮接地線的放置。 各種接地混用會導致電源運行不穩定。