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PCB与开关电源的规划
时间:2020-11-13 15:20:15 点击次数:788

PCB规划是开关电源规划非常重要的一步,对电源的电功用、EMC、可靠性、可生产性都有相关。当时开关电源的功率密度越来越高,对PCB布局、布线的要求也越发严峻,合理科学的PCB规划让电源开发事半功倍,以下细节供您参看。

一、布局要求

PCB布局是比较考究的,不是说随便放上去,挤得下就完事的。一般PCB布局要遵循几点:


放置器件时要考虑今后的焊接和修补,两个高度高的元件之间尽量避免放置低矮的元件,这样不利于生产和维护,元件之间最好也不要太密集,但是随着电子技术的展开,现在的开关电源越来越趋于小型化和紧凑化,所以就需求平衡好两者之间的度了,既要便当焊装与维护又要统筹紧凑。

还有就是要考虑实际的贴片加工才干,依照IPC-A-610E的标准,考虑元件旁边面偏移的精度,不然简略构成元件之间连锡,乃至因为元件偏移构成元件距离不行。


高频脉冲电流流过的区域要远离输入、输出端子,使噪声源远离输入、输出口,有利于前进EMC功用。

左图变压器离进口太近,电磁的辐射能量直接效果于输入输出端,因而,EMI测验不通过。改为右边的办法后,变压器远离进口,电磁的辐射能量距输入输出端距离加大,效果改善显着,EMI测验通过。

7、发热元件(如变压器,开关管,整流二极管等)的布局要考虑散热的效果,使得整个电源的散热均匀,对温度活络的要害元器件(如IC)应远离发热元件,发热较大的器件应与电解电容等影响整机寿数的器件有必定的距离。

8、布板时要留心底面元件的高度。例如关于灌封的DC-DC电源模块来说,因为DC-DC模块自身体积就比较小,假设底面元件的高度四边不平衡,灌封的时分会呈现两边引脚高度一边高一边低的现象。

9、布局的时分要留心控制引脚的抗静电才干,相应的电路元件之间的距离要满意,例如Ctrl引脚(低电平关断),其电路不像输入、输出端那样具有电容滤波,所以抗静电才干是整个模块最弱的,必定要保证有满意的安全距离。

二、走线准则

1、小信号走线要尽量远离大电流走线,两者不要靠近平行走线,假设无法避免平行的话,也要摆开满意的距离,避免小信号走线受到搅扰。

2、要害的小信号走线,如电流取样信号线和光耦反应的信号线等,尽量减小回路围住的面积。

3、相邻之间不该有过长的平行线(当然同一电流回路平行走线是可以的),上下层走线尽量选用交叉用垂直办法,走线不要遽然拐角(即:≤90°),直角、锐角在高频电路中会影响电气功用。


5、高频元件(如变压器、电感)底下第一层不要走线,高频元件正对着的底面也最好不要放置元件,假设无法避免,可以选用屏蔽的办法,例如高频元件在Top层,控制电路正对着在Bottom层,留心要在高频元件地点的第一层敷铜进行屏蔽,这样可以避免高频噪声辐射搅扰究竟面的控制电路。

6、滤波电容的走线要特别留心,左图有一部分纹波&噪声会通过走线出去,右图滤波效果会好许多,纹波&噪声通过滤波电容被彻底滤掉。

8、发热大的元件(如TO-252封装的MOS管)下可以大面积裸铜,用于散热,这样可以前进元件的可靠性。功率走线铜箔较窄处可以裸铜用于加锡以保证大电流的流通。

三、安规距离与工艺要求

1、电气空地:两相邻导体或一个导体与相邻导电机壳表面的沿空气测量的最短距离。爬电距离:两相邻导体或一个导体与相邻导电机壳表面的沿着绝缘表面测量的最短距离。

一般电源模块电压与最小爬电距离的联络可参照下表:

2、元件到板边的距离要求。位于电路板边沿的元器件,离电路板边沿一般不少于2mm,关于像10W以下的小型化DC-DC模块,因为元件体积和高度比较小,并且输入输出电压不高,为了满意小型化的要求,也要至少留有0.5mm以上的距离。

大面积铜箔到外框的距离应至少保证0.20mm以上的距离,因在铣外形时简略铣到铜箔上构成铜箔翘起及由其引起焊剂坠落问题。

3、若走线入圆焊盘或过孔的宽度较圆焊盘的直径小时,则需加泪滴,加强吸附力,避免焊盘或过孔坠落。

4SMD器件的引脚与大面积铜箔衔接时,要进行热阻隔处理,不然过回流焊的时分因为散热快,简略构成虚焊或脱焊。


当然,以上仅仅个人总结的一些开关电源PCB规划的阅历,还有许多细节上的或其他方面的常识需求留心的,最后我想说的是PCB规划,除了准则要求和阅历常识之外,最重要的一点是仔细再仔细,查看再查看



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