【三圈两地】开关电源PCB布板要领

三圈两地，开关电源PCB布板要领

Ref 【作者nc965】

有人说关电源的布板反正很麻烦，我同意，因为它是开关电源，不是其他

题目是讲“要领”，因此不讲细节，也不是教材，与教材或者他人的理解相左、我也不做过多解释

有人说否！细节很重要，决定成败，

我说，要领最重要，基本的东西最重要，关键的地方没整对，大方向都错了，谈何细节？

因此只捡最重要的讲，其余的自己去琢磨了。

要领就6个字：布局，地线，间距。

其实前4各字基本上是一层意思，后两个字是另外一层意思，这些是要领，其余的都是细节了。

优化图示

第一的好与不好，是电容及电感的位置不一样，“C-L-C”π型滤波器

不好好（大电流开窗）

第二背面的好与不好，就是回路有分割与没分割的区别！

不好好（电感后电容开口）

第一张图的π型滤波器的电容在电感之后，

第二张图的电容管脚铜皮开缺口（保证电流尽量通过电感上方的电容）。滤波效果差异

其实在图中已经标注出来了的；

【nc965】仔细看图，没有说输入输出电流流过电容，正因为输入输出是直流，不能流过电容，那么高频开关电路的高频脉冲交流就只能走电容了，因此电容上的脉冲电流特别大。

恩，这个图例子举的不错，一要遵循电流的流向，二要出线尽量从电容的根部出来。

输出电容一般可采用两只一只靠近整流管另一只应靠近输出端子，可影响电源输出纹波指标，两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容。发热器件要和电解电容保持一定距离，以延长整机寿命，电解电容是开关电源寿命的瓶劲，如变压器、功率管、大功率电阻要和电解保持距离，电解之间也须留出散热空间，条件允许可将其放置在进风口

其他讨论

是不是太宽了也容易被干扰到，最近做一个案子，把IC地线加粗后低压高温烧机时会出现工作不正常。

比如说有些动点（电感与开关管之间）就不宜布的过大

【lclbf】

看看我画的这个板子，怎么优化自己感觉IT回来面积太大，有没有想到其他好的方法，还有接地和其他回路有没有问题。

下面改动了一下，自己感觉会好很多，但是还有些元件不好摆放，换种散热器可以，但是价格高几毛，老板不愿意，散热器下面不能布线放元件，还有个方法就是把散热器升高。

电流分类，开关电源中

【作者nc965】

开关电源在布线上最大的特点是拓扑引起的高频（高压）强电流与控制级的弱电信号交织在一起，首先要保证强电流的存在不干扰电源内部的控制信号，其次要尽量减少对外部的干扰（EMC）。一句话：要运行最稳定、波形最漂亮、电磁兼容性最好。

关键词一：电流

一个典型的开关电源强电流分布（图一）：

特点：

1、每种拓扑的输入输出电流 Ii 和 Io 幅度较大（与控制信号相比），但以直流为主。

2、每种拓扑的拓扑电流 It 幅度也较大，但一般没有尖峰毛刺，是拓扑产生的典型波形。

3、每种硬开关拓扑都有一个高频脉冲电流 Ip 回路，其幅度最大，且有可观的尖峰毛刺，其中毛刺部分幅度大，频率高，因而含有较高的能量。它一般是由续流或者吸收（钳位）二极管反向恢复引起的冲击电流回路，是最容易引起干扰的元凶。

4、以上四种电流对应流经一段地线，并可能在对应的地线段上产生干扰电位差。

电流分类是开关电源布线的主要线索，请大家记住这个图。

关键词二：电容

从图中可以看出，It 和 Ip 电流完全（不是部分）地流经了各自对应的一个电容 Ci 和 Co。一般人很少去关注电容上流过的电流，而实际上这正是开关电源布局的关键之一。干扰都是通过电容被旁路的，整个电路最强劲电流都在电容上，电容很重要！

按照反应速度分，最快的器件是电容、二极管（别跟我扯正向恢复）等器件，最慢的器件是电感等器件。

要领一：高频脉冲电流 Ip 回路最小化（第一个圈）

首先找到你电路的高频脉冲电流 Ip 回路（每个拓扑都有的），它一般都是由包括开关管在内的快速器件组成的环路，在布局上让它最小化（连线最短、面积最小，因而干扰最小）。

这个是整个开关电源布局的第一步，而不是先去张罗输入输出在哪IC放哪

这样连接后，ND两个地会合并在一起，形成一个点，这个点就是整个电路的接地中心。要领二：拓扑电流 It 回路最小化（第二个圈）

找到你电路的拓扑电流 It 回路（每个拓扑都有的），它一般都是包含了一个电感（或者变压器原边）的拓扑主回路的一部分，让它最小化。

注意：

1、It 回路与Ip 回路有部分重叠（才能构成拓扑），因此It 回路（应该）是在Ip 回路（已经布置好的）基础上的延伸。

2、有时候这两个回路的布局有冲突，一般应以Ip 回路为主。

3、对于隔离拓扑，It 回路被变压器分隔成原边和付边两部分，应分开最小化布置。

4、如果It 回路有个接地点，那么这个接地点应与上述接地中心重合，不能布置到一个点时，也要尽量缩短距离，同时留心这段地线上的It 电流可能的影响。

5、条件受限时，上述2个回路的（输入输出）电容可能不能共地，必要时可以电气并联的方式就近增加一个（或两个可以共地的）高频电容达成共地。

画好这两个圈，这个PCB板布局的大致方位基本上确定了。现在再考虑控制在哪输入输出在哪

需要特别指出的是：

1、这种布局是针对硬开关的，但是对软开关拓扑仍然有效，你总不希望自己的软开关谐振波形上再意外出现一个小波吧？

2、这种布局是针对硬开关的，它就是要让电路看上去更加符合理论波形，拿掉毛刺、拿掉尖峰。另一层意思是：它会更硬一些（可能对EMC某些频段不利）。

3、从EMC角度，这种布局就是总体最优化结构，整体上最容易过辐射和传导测试。具体到某个板能不能过按这样布局后的整改工作量和成本也是最小。

关键词三：接地中心

图二