电源设计经验之电源PCB设计篇

2019-01-22 15:48

各位电子工程师想必都知道，设计时，PCB设计占据很重要的地位。以电源为例，PCB设计会直接影响电源的EMC性能、输出噪声、抗干扰能力，甚至是基本功能。电源部分的PCB布线与其他硬件稍有不同，该如何设计？本文为你揭秘。

间距

对于高电压产品必须要考虑到线间距。能满足相应安规要求的间距当然最好，但很多时候对于不需要认证，或没法满足认证的产品，间距就由经验决定了。

多宽的间距合适？必须考虑生产能否保证板面清洁、环境湿度、其他污染等情况如何。

对于市电输入，即使能保证板面清洁、密封，MOS管漏源极间接近600V，小于1mm事实上也比较危险了！

板边缘的元器件

在PCB边沿的贴片电容或其他易损坏的器件，在放置时必须考虑PCB分板方向，如图是各种放置方法时，器件受到的应力大小对比。

图1 分板时器件受到的应力对比

由此可以看出，器件应远离并平行于分板边缘，否则可能因为PCB分板导致元器件受损。

环路面积

无论是输入或是输出、功率环路或信号环路，应尽可能的小。功率环路发射电磁场，将导致较差的EMI特性或较大的输出噪声；同时，若被控制环接收，很可能引起异常。

另一方面，若功率环路面积较大，其等效寄生电感也会增大，可能增加漏极噪声尖峰。

关键走线

因di／dt 作用，必须减小动态节点处电感，否则会产生较强的电磁场。若要减小电感，主要是要减少布线的长度，增加宽度作用较小。

信号线

对于整个控制部分，布线时应考虑将其远离功率部分。若因其他限制两者靠得较近，不应将控制线与功率线并行，否则可能导致电源工作异常、震荡。

另外若控制线很长，应该将来回的一对线的靠近，或将二者置于PCB的两个面上并正对着，从而减小其环路面积，避免被功率部分的电磁场干扰。如图2说明了A、B两点间，正确与错误的信号线布线方法。

图2 正确与错误的信号线布线方法。

当然，信号线上应尽量减少用于连接的过孔！

铺铜

有的时候铺铜是完全没有必要的，甚至应该避免。若铜面积足够大且其电压不断变化，一方面它可能作为天线，向周围辐射电磁波；另一方面它又很容易拾起噪声。

通常只允许在静态节点铺铜，例如对输出端“地”节点铺铜，可以等效增加输出电容，滤除一些噪声信号。

映射

对于一个回路，可以在PCB的一面进行铺铜，它会根据PCB另一面的布线自动映射，使这个回路的阻抗最小。这就好像一组不同阻抗值的阻抗并联，电流会自动选择阻抗最小的路径流过一样。

事实上可以在控制部分电路的一面进行连线，而在另一面对“地”节点铺铜，两个面间通过过孔连接。

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