爱浦电子模块电源开关电源PCB设计要点

爱浦电子模块电源开关电源 PCB 设计重点
开关电源 PCB 设计重点
PCB设计是开关电源设计特别重要的一步，对电源的电性能、EMC、靠谱性、可生产性都相关系。

目前开关电源的功率密度愈来愈高，对 PCB布局、布线的要求也更加严格，合理科学的 PCB设计让电源开发事半功倍，以下细节供您参照。

一、布局要求
PCB 布局是比较讲究的，不是说随意放上去，挤得下就完事的。

一般 PCB 布局要依据几点：
1、布局的首要原则是保证布线的布通率，挪动器件时注意飞线的连结，把有连
线关系的器件放在一同。

2、以每个功能电路的中心元件为中心，环绕它来进行布局。

元器件应平均、齐整、紧凑地摆列在 PCB 电路板上，这样，不只雅观，并且装焊简单，易于批量
生产。

尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连结；振荡电路，滤波去耦电容
重要凑近 IC，地线要短，如图 1 所示。

3、搁置器件时要考虑此后的焊接和维修，两个
高度高的元件之间尽量防止搁置矮小的元件，如图 2 所示，这样不利于生产和保护，元件之间最
好也不要太密集，可是跟着电子技术的发展，此刻的开关电源愈来愈趋于小型化和紧凑化，所以就需要均衡好二者之间的度了，既要方便焊装与保护又要兼备紧凑。

还有就是要考虑实质的贴片加工能力，依据 IPC-A-610E 的标准，考虑元件侧面偏移的精度，否则简单造成元件之间连锡，甚至因为元件偏移造成元件距离不够。

4、光电耦合器件和电流采样电路，简单被扰乱，应远离强电场、强磁场器件，
如大电流走线、变压器、高电位脉动器件等。

5、元件布局的时候，要优先考虑高频脉冲电流和大电流的环路面积，尽可能地
减小 ,以克制开关电源的辐射扰乱。

6、高频脉冲电流流过的地区要远离输入、输出
端子，使噪声源远离输入、输出口，有益于提升EMC 性能。

如图 4 所示，左图变压器离进口太近，电磁的辐射能量直接作用于输入输出端，
所以， EMI 测试不经过。

改为右侧的方式后，变压器远离进口，电磁的辐射能
量距输入输出端距离加大，成效改良显然， EMI 测试经过。

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成效，
使得整个电源的散热平均，对温度敏感的重点元器件（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命的器件有必定的距离。

8、布板时要注意底面元件的高度。

比如关于灌封的DC-DC 电源模块来说，因为 DC-DC 模块自己体积就比较小，假如底面元件的高度四边不均衡，灌封的时
候会出现两边引脚高度一边高一边低的现象。

9、布局的时候要注意控制引脚的抗静电能力，相应的电路元件之间的距离要足
够，比如Ctrl 引脚（低电平关断），其电路不像输入、输出端那样拥有电容滤
波，所以抗静电能力是整个模块最弱的，必定要保证有足够的安全间距。

二、走线原则
1、小信号走线要尽量远离大电流走线，二者不要凑近平行走线，假如没法防止
平行的话，也要拉开足够的距离，防止小信号走线遇到扰乱。

2、重点的小信号走线，如电流取样信号线和光耦反应的信号线等，尽量减小回
路包围的面积。

3、相邻之间不该有过长的平行线(自然同一电流回路平行走线是能够的)，上下层走线尽量采纳交错用垂直方式，走线不要忽然拐角（即：≤ 90°），直角、锐角在高频电路中会影响电气性能。

4、功率回路和控制回路要注意分开，采纳单点接地方式，如图9 和图 10 所示。

初级 PWM 控制 IC 四周的元件接地接至 IC 的地脚 ,再从地脚引出至大电容地线 , 而
后与功率地连结。

次级 TL431 四周的元件接地至 TL431 的3 脚，再与输出电容的
地连结。

多个 IC 的状况，采纳并联单点接地的方式。

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搁置元件，假如没法防止，能够采纳障蔽的方式，比如高频元件在 Top 层，控制电路正对着在 Bottom 层，
注意要在高频元件所在的第一层敷铜进行障蔽，如图 11 所示，这样能够防止高频噪声辐射扰乱究竟
面的控制电路。

6、滤波电容的走线要特别注意 ,如图 12，左图有
一部分纹波 & 噪声会经过走线出去，右图滤波成
效会好好多，纹波 &噪声经过滤波电容被完整滤掉。

7、电源线、地线尽量凑近，以减小所包围的面积，进而减小外界磁场环路切割
产生的电磁扰乱，同时减少环路对外的电磁辐射。

电源线、地线的布线尽量加
粗缩短，以减小环路电阻，转角要圆滑，线宽不要突变。

8、发热大的元件（如TO-252 封装的 MOS 管）下能够大面积裸铜，用于散热，这样能够提升元件的
靠谱性。

功率走线铜箔较窄处能够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、电气空隙：两相邻导体或一个导体与相邻导电机壳表面的沿空气丈量的最短
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
缘表面丈量的最短距离。

假如遇到模块 PCB 空间有限，爬电距离不够，能
够采纳开槽的方式，如图 14 所示，在光耦处开隔绝槽以知足首次级优秀隔
绝。

一般最小开槽宽度为 1mm ，假如要开更小的槽（如 0.6mm ，
0.8mm ），一般需要特别说明，找加工精度高的 PCB 厂家才行，自然花费
也会增添。

2、元件到板边的距离要求。

位于电路板边沿的元器件，离电路板边沿一般许多
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，为了知足小型化的要求，也要起码留有0.5mm 以上的距离。

大面积铜箔到外框的距离应起码保证 0.20mm 以上的间距，因在铣外形时简单铣到
铜箔上造成铜箔翘起及由其惹起焊剂零落问题。

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，增强吸附力，防止焊盘或过孔零落。