在開關(guān)電源設(shè)計(jì)中PCB板的物理設(shè)計(jì)都是后一個(gè)環(huán)節(jié), 如果設(shè)計(jì)方法不當(dāng), PCB 可能會(huì)輻射過多的電磁干擾, 造成電源工作不穩(wěn)定, 以下針對(duì)各個(gè)步驟中所需注意的事項(xiàng)進(jìn)行分析:
從原理圖到PCB 的設(shè)計(jì)流程
建立元件參數(shù)-》輸入原理網(wǎng)表-》設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)置-》手工布局-》手工布線-》驗(yàn)證設(shè)計(jì)-》復(fù)查-》CAM 輸出。
開關(guān)電源設(shè)計(jì)中PCB板各環(huán)節(jié)需要注意的問題
元器件布局
實(shí)踐證明,即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確,印制電路板設(shè)計(jì)不當(dāng),也會(huì)對(duì)電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如, 如果印制板兩條細(xì)平行線靠得很近, 則會(huì)形成信號(hào)波形的延遲,在傳輸線的終端形成反射噪聲;由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾, 會(huì)使產(chǎn)品的性能下降, 因此, 在設(shè)計(jì)印制電路板的時(shí)候, 應(yīng)注意采用正確的方法。每一個(gè)開關(guān)電源都有四個(gè)電流回路:
�。�1 )電源開關(guān)交流回路
�。�2 )輸出整流交流回路
�。�3 )輸入信號(hào)源電流回路
(4 )輸出負(fù)載電流回路輸入回路
通過一個(gè)近似直流的電流對(duì)輸入電容充電,濾波電容主要起到一個(gè)寬帶儲(chǔ)能作用;類似地,輸出濾波電容也用來(lái)儲(chǔ)存來(lái)自輸出整流器的高頻能量,同時(shí)消除輸出負(fù)載回路的直流能量。所以, 輸入和輸出濾波電容的接線端十分重要, 輸入及輸出電流回路應(yīng)分別只從濾波電容的接線端連接到電源;如果在輸入/輸出回路和電源開關(guān)/整流回路之間的連接無(wú)法與電容的接線端直接相連,交流能量將由輸入或輸出濾波電容并輻射到環(huán)境中去。
電源開關(guān)交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形電流,這些電流中諧波成分很高,其頻率遠(yuǎn)大于開關(guān)基頻,峰值幅度可高達(dá)持續(xù)輸入/輸出直流電流幅度的5倍, 過渡時(shí)間通常約為50 n s。
這兩個(gè)回路容易產(chǎn)生電磁干擾,因此必須在電源中其它印制線布線之前先布好這些交流回路,每個(gè)回路的三種主要的元件濾波電容、電源開關(guān)或整流器、電感或變壓器應(yīng)彼此相鄰地進(jìn)行放置, 調(diào)整元件位置使它們之間的電流路徑盡可能短。建立開關(guān)電源布局的好方法與其電氣設(shè)計(jì)相似,佳設(shè)計(jì)流程如下:
放置變壓器
設(shè)計(jì)電源開關(guān)電流回路
設(shè)計(jì)輸出整流器電流回路
連接到交流電源電路的控制電路
設(shè)計(jì)輸入電流源回路和輸入濾波器設(shè)計(jì)輸出負(fù)載回路和輸出濾波器根據(jù)電路的功能單元, 對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí), 要符合以下原則:
(1 )首先要考慮PC B 尺寸大小。PC B 尺寸過大時(shí), 印制線條長(zhǎng), 阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過小則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。電路板的佳形狀矩形, 長(zhǎng)寬比為3: 2或4: 3, 位于電路板邊緣的元器件, 離電路板邊緣一般不小于2mm。
�。�2 )放置器件時(shí)要考慮以后的焊接, 不要太密集。
�。�3 )以每個(gè)功能電路的核心元件為中心,圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PC B 上, 盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接, 去耦電容盡量靠近器件的VCC。
�。�4 )在高頻下工作的電路, 要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣, 不但美觀, 而且裝焊容易, 易于批量生產(chǎn)。