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详解开关电源PCB设计要点和电气要求【】

本文摘要:在任何开关电源设计中,PCB板的物理设计都是最后一个环节,如果设计方法失当,PCB可能会电磁辐射过多的电磁干扰,导致电源工作不平稳,以下针对各个步骤中所需注意的事项展开分析:一、从原理图到PCB的设计流程创建元件参数-输出原理网表-设计参数设置-手工布局-手工布线-检验设计-复查-CAM输入。

在任何开关电源设计中,PCB板的物理设计都是最后一个环节,如果设计方法失当,PCB可能会电磁辐射过多的电磁干扰,导致电源工作不平稳,以下针对各个步骤中所需注意的事项展开分析:一、从原理图到PCB的设计流程创建元件参数-输出原理网表-设计参数设置-手工布局-手工布线-检验设计-复查-CAM输入。二、参数设置邻接导线间距必需能符合电气安全性拒绝,而且为了便于操作者和生产,间距也不应尽可能长些。大于间距最少要能合适忍受的电压,在布线密度较低时,信号线的间距可必要地增大,对低、低电平占优势的信号线不应尽量地短且增大间距,一般情况下将回头线间距划为8mil。

焊接盘内孔边缘到印制板边的距离要小于1mm,这样可以防止加工时造成焊盘病变。当与焊盘相连的走线较粗时,要将焊盘与走线之间的相连设计成水滴状,这样的益处是焊盘不更容易起皮,而是走线与焊盘容易插入。

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如图:三、元器件布局实践证明,即使电路原理图设计准确,印制电路板设计失当,也不会对电子设备的可靠性产生有利影响。例如,如果印制板两条粗平行线靠得很将近,则不会构成信号波形的延后,在传输线的终端构成光线噪声;由于电源、地线的考虑不周到而引发的阻碍,不会使产品的性能上升,因此,在设计印制电路板的时候,不应留意使用准确的方法。每一个开关电源都有四个电流电路:(1).电源开关交流电路(2).输入整流交流电路(3).输出信号源电流电路(4).输入阻抗电流电路输出电路通过一个近似于直流的电流对输出电容电池,滤波电容主要起着一个宽带储能起到;类似于地,输入滤波电容也用来储存来自输入整流器的高频能量,同时避免输入阻抗电路的直流能量。

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所以,输出和输入滤波电容的接线末端十分最重要,输出及输入电流电路不应分别只从滤波电容的接线末端相连到电源;如果在输出/输入电路和电源开关/整流电路之间的相连无法与电容的接线末端必要连接,交流能量将由输出或输入滤波电容并电磁辐射到环境中去。电源开关交流电路和整流器的交流电路包括高幅梯形电流,这些电流中谐波成分很高,其频率远大于电源基频,峰值幅度可高约持续输出/输入直流电流幅度的5倍,过渡性时间一般来说大约为50ns。这两个电路最更容易产生电磁干扰,因此必需在电源中其它印制线布线之前先布好这些交流电路,每个电路的三种主要的元件滤波电容、电源开关或整流器、电感或变压器不应彼此邻接地展开摆放,调整元件方位使它们之间的电流路径尽量较短。

创建开关电源布局的最差方法与其电气设计相近,最佳设计流程如下:1.摆放变压器2.设计电源开关电流电路3.设计输入整流器电流电路4.相连到交流电源电路的控制电路设计输出电流源电路和输出滤波器设计输入阻抗电路和输入滤波器根据电路的功能单元,对电路的全部元器件展开布局时,要合乎以下原则:(1)首先要考虑到PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时,印制线条宽,电阻减少,外用噪声能力上升,成本也减少;过小则风扇很差,且附近线条易受阻碍。电路板的最佳形状矩形,长方形之比3:2或4:3,坐落于电路板边缘的元器件,离电路板边缘一般不大于2mm。

(2)摆放器件时要考虑到以后的焊,不要过于密集。(3)以每个功能电路的核心元件为中心,环绕它来展开布局。元器件不应均匀分布、规整、灵活地排序在PCB上,尽量减少和延长各元器件之间的引线和相连,去耦电容尽可能附近器件的VCC。

(4)在高频下工作的电路,要考虑到元器件之间的产于参数。一般电路不应尽量使元器件平行排序。

这样,不但美观,而且装焊更容易,更容易批量生产。(5)按照电路的流程决定各个功能电路单元的方位,使布局便于信号流通,并使信号尽量保持一致的方向。

(6)布局的首要原则是确保布线的布通率,移动器件时留意飞线的相连,把有连线关系的器件放到一起。(7)尽量地增大环路面积,以诱导开关电源的电磁辐射阻碍。


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