開關電源PCB設計探討

用於開關電源的研發, PCB設計 佔有非常重要的地位。 A bad PCB has poor EMC performance, high output noise, weak anti-interference ability, and even basic functions are defective.

與其他硬件PCBS略有不同,開關電源PCBS有自己的一些特點。 本文將根據工程經驗,簡單談一談開關電源PCB佈線的一些最基本的原則。

印刷電路板

1、間距

高壓產品必須考慮線間距。 能夠滿足相應安規要求的間距當然是最好的,但是很多時候對於不需要認證的產品,或者不能滿足認證的產品,間距是由經驗決定的。 什麼寬度的間距合適? 必須考慮生產是否保證板面清潔、環境濕度、其他污染等情況如何。

對於市電輸入,即使能保證板面清潔密封,MOS管漏源極接近600V,不到1mm其實更危險!

2. 板邊元件

對於PCB邊緣的貼片電容或其他容易損壞的器件,放置時必須考慮PCB分路器的方向。 該圖顯示了不同放置方法下器件上的應力比較。

無花果。 1 板裂時器件上的應力比較

可以看出,器件應遠離並平行於分線器的邊緣,否則可能會因PCB分線器而損壞元件。

3.循環區

Whether input or output, power loop or signal loop, should be as small as possible. 電源迴路發出電磁場,會導致EMI特性差或輸出噪聲大; At the same time, if received by the control ring, it is likely to cause an exception.

另一方面,如果功率環路面積較大,等效寄生電感也會增加,這可能會增加漏極噪聲峰值。

4. 按鍵接線

由於DI/DT的影響,動態節點的電感必須減小,否則會產生強電磁場。 如果要降低電感,主要是要減少佈線長度,增加寬度作用小。

5. 信號線

對於整個控制部分,應考慮遠離電源部分佈線。 如果兩者因其他限制距離較近,則控制線與電源線不可平行,否則可能導致電源運行異常、觸電。

In addition, if the control line is very long, a pair of back and forth lines should be close to each other, or the two lines should be placed on the two sides of the PCB facing each other, so as to reduce the loop area and avoid interference by the electromagnetic field of the power part. 無花果。 圖 2 說明了 A 和 B 之間正確和不正確的信號線佈線方法。

圖2 正確和錯誤的信號線走線方式。

當然,信號線要盡量減少連接通孔!

6、銅

有時敷銅是完全沒有必要的,甚至應該避免。 如果銅足夠大並且其電壓變化,它可能充當天線,在其周圍輻射電磁波。 另一方面,很容易拾取噪音。

一般只允許在靜態節點敷銅,如輸出端的“地”節點,可以有效增加輸出電容,濾除部分噪聲信號。

7、映射,

對於電路來說,可以在PCB的一側鋪銅,它會自動映射到PCB另一側的佈線上,以最大限度地減少電路的阻抗。 就好像一組阻抗值不同的障礙物並聯在一起,電流會自動選擇阻抗最低的路徑流過。

你實際上可以在一側為電路的控制部分佈線,在另一側的“接地”節點上鋪銅,並通過一個孔將兩側連接起來。

8. 輸出整流二極管

如果輸出整流二極管靠近輸出端,則不應與輸出端並聯放置。 否則,二極管處產生的電磁場會穿透電源輸出與外部負載形成的迴路,使測得的輸出噪聲增大。

無花果。 3 二極管的正確和錯誤放置

9、地線,

地線的佈線必須非常小心。 否則,EMS、EMI 等性能可能會下降。 對於開關電源PCB“地”,至少有以下兩點:(1)電源地和信號地,應該是單點連接; (2) 不應有接地迴路。

10. Y電容

輸入輸出常接Y電容,有時由於某些原因,可能無法掛在輸入電容的地線上,此時切記,一定要接一個靜態節點,比如高壓端。

11,其他

在設計實際電源的PCB時,可能還有一些其他問題需要考慮,例如“壓敏電阻應靠近被保護電路”、“共模感應增加放電齒”、“芯片VCC電源應增加電容器”等。 此外,在PCB設計階段還應考慮是否需要進行特殊處理,如銅箔、屏蔽等。

有時經常會遇到多個原則相互衝突,滿足其中一個不能滿足另一個,這就是需要工程師借鑒已有經驗,根據實際項目需要,確定最合適的佈線方式!