开关电源PCB设计探讨

用于开关电源的研发, PCB设计 occupies a very important position. A bad PCB has poor EMC performance, high output noise, weak anti-interference ability, and even basic functions are defective.

与其他硬件PCBS略有不同,开关电源PCBS有自己的一些特点。 本文将根据工程经验,简单谈一谈开关电源PCB布线的一些最基本的原则。

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1, spacing

高压产品必须考虑线间距。 能满足相应安规要求的间距当然是最好的,但很多时候对于不需要认证的产品,或者不能满足认证的产品,间距是由经验决定的。 什么宽度的间距合适? 必须考虑生产是否保证板面清洁、环境湿度、其他污染等情况如何。

For the mains input, even if the board surface can be guaranteed clean and sealed, MOS tube drain source electrode close to 600V, less than 1mm is actually more dangerous!

2. 板边元件

For the patch capacitance or other easily damaged devices at the edge of PCB, the PCB splitter direction must be taken into consideration when placing. The figure shows the comparison of the stress on the devices under various placement methods.

FIG. 1 Comparison of stress on the device when the plate is split

可以看出,器件应远离并平行于分线器的边缘,否则可能会因PCB分线器而损坏元件。

3. Loop area

Whether input or output, power loop or signal loop, should be as small as possible. 电源回路发出电磁场,会导致EMI特性差或输出噪声大; At the same time, if received by the control ring, it is likely to cause an exception.

另一方面,如果功率环路面积较大,等效寄生电感也会增加,这可能会增加漏极噪声峰值。

4. 按键接线

由于DI/DT的影响,动态节点的电感必须减小,否则会产生强电磁场。 如果要降低电感,主要是要减少布线长度,增加宽度作用小。

5. 信号线

对于整个控制部分,应考虑远离电源部分布线。 如果两者因其他限制距离较近,则控制线与电源线不可平行,否则可能导致电源运行异常、触电。

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. 无花果。 图 2 说明了 A 和 B 之间正确和不正确的信号线布线方法。

图2 正确和错误的信号线走线方式。

当然,信号线要尽量减少连接通孔!

6、铜

有时敷铜是完全没有必要的,甚至应该避免。 如果铜足够大并且其电压变化,它可能充当天线,在其周围辐射电磁波。 另一方面,很容易拾取噪音。

一般只允许在静态节点敷铜,如输出端的“地”节点,可以有效增加输出电容,滤除部分噪声信号。

7、映射,

对于电路来说,可以在PCB的一侧铺铜,它会自动映射到PCB另一侧的布线上,以最大限度地减少电路的阻抗。 就好像一组阻抗值不同的障碍物并联在一起,电流会自动选择阻抗最低的路径流过。

你实际上可以在一侧为电路的控制部分布线,在另一侧的“接地”节点上铺铜,并通过一个孔将两侧连接起来。

8. 输出整流二极管

如果输出整流二极管靠近输出端,则不应与输出端并联放置。 否则,二极管处产生的电磁场会穿透电源输出与外部负载形成的回路,使测得的输出噪声增大。

无花果。 3 二极管的正确和错误放置

9、地线,

地线的布线必须非常小心。 否则,EMS、EMI 等性能可能会下降。 对于开关电源PCB“地”,至少有以下两点:(1)电源地和信号地,应该是单点连接; (2) 不应有接地回路。

10. Y电容

输入输出常接Y电容,有时由于某些原因,可能无法挂在输入电容的地线上,此时切记,一定要接一个静态节点,比如高压端。

11,其他

在设计实际电源的PCB时,可能还有一些其他问题需要考虑,例如“压敏电阻应靠近被保护电路”、“共模感应增加放电齿”、“芯片VCC电源应增加电容器”等。 此外,在PCB设计阶段还应考虑是否需要进行特殊处理,如铜箔、屏蔽等。

有时经常会遇到多个原则相互冲突,满足其中一个不能满足另一个,这就是需要工程师借鉴已有经验,根据实际项目需要,确定最合适的布线方式!