开关电源的PCB布局布线设计
PCB如何布线布局的方法

PCB如何布线布局的方法PCB布线布局是电路设计的重要环节之一,它涉及到各个电子元件之间的互连,以及信号传输、电源供应和地线的设计。
良好的布线布局能够提高电路性能,降低电磁干扰,增加可靠性。
下面将介绍一些常用的PCB布线布局方法。
1.层间布线:PCB通常具有多层布线,因此在布局时需要考虑层间布线的方式。
首先,应将信号线和电源线、地线分离在不同的层上,以减小互相干扰的可能性。
其次,层间布线时应尽量使用直线来连接元件,以降低损耗和干扰。
2.最短路径布局:在布线布局中,应尽量将信号线的长度缩短到最小,以减小传输时间和避免信号衰减。
因此,在选定元件位置时,应考虑信号线的走向和长度,使得信号线尽量短而直。
3.阻抗匹配布局:在高速电路设计中,为了保证信号的完整性,信号线的阻抗匹配非常重要。
布局时应尽量避免信号线之间的阻抗变化,宜采用相同宽度和层间距、相同走线方式的布线。
4.绕排突出布局:与传统的矩形布线布局相比,绕排突出布局可以更好地集中功率传输器件,减小电磁干扰,提高电路性能。
这种布局方法通常适用于功率放大器、开关电源等需要大电流传输的电路。
5.模拟与数字分离布局:在混合信号电路中,模拟信号和数字信号往往需要分开处理,以避免相互干扰。
布线布局时,应尽可能将模拟信号线和数字信号线分开,同时采取屏蔽措施,减少干扰。
6.参考地布局:参考地布局是指将整个电路的地线连接在一起,形成一个参考地。
这种布局方法可以降低电路中的回流电流,减少电流环路带来的电磁干扰。
参考地布局的原则是将地线尽可能地贴近信号线并平行排列,以减小回流电流路径的长度。
7.高频信号布局:在高频电路设计中,布线布局尤为重要。
尽量减小高频信号线的长度,减小信号线间的耦合和阻抗变化。
此外,高频信号线还需要采取差分布局或屏蔽布局,以减小干扰。
8.电源供应布局:电源供应布局是指电源线的布线方法。
应尽量减小电源线的长度,避免与信号线和地线交叉,以减小电源噪声的影响。
开关电源pcb设计规则

开关电源pcb设计规则
开关电源PCB设计规则是指在设计开关电源电路时,需要遵循的一些规则和原则,以确保PCB设计的质量和稳定性。
以下是一些常见的开关电源PCB设计规则:
1. 安全间距:为了防止电弧和机械故障,需要保持适当的安全间距。
例如,在高压和低压之间应保持足够的安全间距,通常为3mm 以上。
2. 分隔高低压:高压和低压部分的电路应该分隔开来,以避免高压对低压电路的干扰。
3. 接地:必须正确接地,以避免地面噪声和回路问题。
所有接地点都应连接到一个共同的接地平面或接地线。
4. 降噪和去耦电容:在电源输入处和电源输出处应添加合适的降噪和去耦电容,以提供稳定的电源和降低噪声。
5. 温度管理:考虑到开关电源的热量产生,需要设计散热器和散热路径,确保电路稳定运行并具有良好的散热性能。
6. 信号完整性:保持信号线的最短和最直接路径,以减少信号延迟和互相干扰。
7. 过流保护:设计过流保护电路,以避免电路过载和损坏。
8. PCB层序:根据电路的复杂性和特定要求,设计适当的PCB层序,以提供良好的屏蔽和隔离效果。
9. 元件布局:考虑到电路的稳定性和散热问题,合理布置元件,避免集中热源和元件之间的干扰。
10. 绝缘:在高压部分和低压部分需要做绝缘处理,以确保安全。
这些规则只是一些常见的指导原则,具体的规则和要求还取决于具体的开关电源设计和应用场景。
在设计时,还需要根据具体情况做出适当的调整和优化。
【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 /thread-174480-1-1.html【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。
ATX开关电源PCB设计

湖南工程学院电子实习课题名称PCB制板与工艺设计专业班级姓名学号指导教师2011年 5 月16 日湖南工程学院电子实习任务书课题名称PCB制板与工艺设计专业班级自动化学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期 2011 年 5月 16 日任务完成日期2011年5月 21 日设计内容与设计要求设计内容:对给定的电路(按学号进行分配),使用Protel软件,进行电路图绘制,进行PCB制版设计,设计为双面板,板子大小合适,进行合理的规则设置,PCB板子的元器件布局、布线合理,要求补泪滴、铺铜,电源线与地线不小于20mil,要求按工业化标准设计,并进行必要的合理的抗干扰处理。
设计要求:1)初步分析电路图,按16纸张大小,绘制电路图,若超出16K,则分页绘制。
2)查阅元器件参数与封装,没有的封装要求自建封装库。
3)进行ERC规则检查,生成正确的网络表(不打印);4)按工业化标准进行PCB制板与工艺设计(参数设置,规则设置,板子大小确定,布局,布线,补泪滴,铺铜,抗干扰处理等)。
5)生成的报表有(网络表,板子信息表,材料清单表,数控钻孔文件,元件拾放文件);6)写说明书(以图为主,文字为辅)7) 必须打印的文档为:①原理图②材料清单③顶层④底层⑤各层叠印(各层重叠一起打印)⑥丝印层⑦3D效果图。
其他的表单或PCB图层只生成,不打印。
8)提高说明书及电子文档主要设计条件1.现代电子设计实验室(EDA);2.Protel软件。
3.任务电路图;4.设计书籍与电子资料若干。
5.示范成品PCB样板若干,示范电子成品若干。
说明书格式目录第1章电路图绘制第2章元器件参数对应封装选择及说明(有适当文字说明)第3章 ERC与网络表(有适当文字说明,网络表不需打印)第4章 PCB制板与工艺设计(有适当文字说明)第5章各种报表的生成第6章 PCB各层面输出与打印第7章总结参考文献进度安排设计时间为一周第一周星期一、布置课题任务,课题介绍及讲课。
开关电源的PCB布局走线

首先从开关电源的设计及生产工艺开始描述吧,先说说印制板的设计。
开关电源工作在高频率,高脉冲状态,属于模拟电路中的一个比较特殊种类。
布板时须遵循高频电路布线原则。
1、布局:脉冲电压连线尽可能短,其中输入开关管到变压器连线,输出变压器到整流管连接线。
脉冲电流环路尽可能小如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负。
输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变压器电路中X电容要尽量接近开关电源输入端,输入线应避免与其他电路平行,应避开。
Y电容应放置在机壳接地端子或FG连接端。
共摸电感应与变压器保持一定距离,以避免磁偶合。
如不好处理可在共摸电感与变压器间加一屏蔽,以上几项对开关电源的EMC性能影响较大。
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控制部分要注意:高阻抗弱信号电路连线要尽量短如取样反馈环路,在处理时要尽量避免其受干扰、电流取样信号电路,特别是电流控制型电路,处理不好易出现一些想不到的意外,其中有一些技巧现以3843电路举例见图(1)图一效果要好于图二,图二在满载时用示波器观测电流波形上明显叠加尖刺,由于干扰限流点比设计值偏低,图一则没有这种现象、还有开关管驱动信号电路,开关管驱动电阻要靠近开关管,可提高开关管工作可靠性,这和功率 MOSFET高直流阻抗电压驱动特性有关。
下面谈一谈印制板布线的一些原则。
线间距:随着印制线路板制造工艺的不断完善和提高,一般加工厂制造出线间距等于甚至小于0.1mm已经不存在什么问题,完全能够满足大多数应用场合。
考虑到开关电源所采用的元器件及生产工艺,一般双面板最小线间距设为0.3mm,单面板最小线间距设为0.5mm,焊盘与焊盘、焊盘与过孔或过孔与过孔,最小间距设为0.5mm,可避免在焊接操作过程中出现“桥接”现象。
开关电源PCB设计实例

开关电源PCB设计实例标签:开关电源PCB印制电路板的制作所有开关电源设计的最后一步就是印制电路板(PCB)的线路设计。
如果这部分设计不当,PCB也会使电源工作不稳定,发射出过量的电磁干扰(EMI)。
设计者的作用就是在理解电路工作过程的基础上,保证PCB设计合理。
开关电源中,有些信号包含丰富的高频分量,因而任何一条PCB引线都可能成为天线。
引线的长和宽影响它的电阻和电感量,进而关系到它们的频率响应。
即使是传送直流信号的引线,也会从邻近的引线上引入RF(射频)信号,使电路发生故障,或者把这干扰信号再次辐射出去。
所有传送交流信号的引线要尽可能短且宽。
这意味着任何与多条功率线相连的功率器件要尽可能紧挨在一起,以减短连线长度。
引线的长度直接与它的电感量和电阻量成比例,它的宽度则与电感量和电阻量成反比。
引线长度就决定了其响应信号的波长,引线越长,它能接收和传送的干扰信号频率就越低,它所接收到的RF(射频)能量也越大。
主要电流环路每一个开关电源内部都有四个电流环路,每个环路要与其他环路分开。
由于它们对PCB布局的重要性,下面把它们列出来:1.功率开关管交流电流环路。
2.输出整流器交流电流环路。
3.输入电源电流环路。
4.输出负载电流环路。
图59a、b、c画出了三种主要开关电源拓扑的环路。
通常输入电源和负载电流环路并没有什么问题。
这两个环路上主要是在直流电流上叠加了一些小的交流电流分量。
它们一般有专门的滤波器来阻止交流噪声进入周围的电路。
输入和输出电流环路连接的位置只能是相应的输入输出电容的接线端。
输入环路通过近似直流的电流对输入电容充电,但它无法提供开关电源所需的脉冲电流。
输入电容主要是起到高频能量存储器的作用。
类似地,输出滤波电容存储来自输出整流器的高频能量,使输出负载环能以直流方式汲取能量。
因此,输入和输出滤波电容接线端的放置很重要。
如果输入或输出环与功率开关或整流环的连接没有直接接到电容的两端,交流能量就会从输入或输出滤波电容上流进流出,并通过输入和输出电流环“逃逸”到外面环境中。
开关电源PCB设计要点及实例分析

开关电源PCB设计要点及实例分析开关电源PCB设计要点及实例分析开关电源PCB设计要点及实例分析为了适应电子产品飞快的更新换代节奏,产品设计工程师更倾向于选择在市场上很容易采购到的AC/DC适配器,并把多组直流电源直接安装在系统的线路板上。
由于开关电源产生的电磁干扰会影响到其电子产品的正常工作,正确的电源PCB设计就变得非常重要。
开关电源PCB设计与数字电路PCB设计完全不一样。
在数字电路排版中,许多数字芯片可以通过PCB软件来自动排列,且芯片之间的连接线可以通过PCB软件来自动连接。
用自动排版方式排出的开关电源肯定无法正常工作。
所以,设计人员需要对开关电源PCB设计基本规则和开关电源工作原理有一定的了解。
1 开关电源PCB设计基本要点1.1 电容高频滤波特性图1是电容器基本结构和高频等效模型。
图1 电容器结构和寄生等效串联电阻和电感电容的基本公式是C=Εrε0 (1)式(1)显示,减小电容器极板之间的距离(D)和增加极板的截面积(A)将增加电容器的电容量。
电容通常存在等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)二个寄生参数。
图2是电容器在不同工作频率下的阻抗(ZC)。
图2 电容阻抗(ZC)曲线一个电容器的谐振频率(F0)可以从它自身电容量(C)和等效串联电感量(LESL)得到,即F0= (2)当一个电容器工作频率在F0以下时,其阻抗随频率的上升而减小,即ZC= (3)当电容器工作频率在F0以上时,其阻抗会随频率的上升而增加,即ZC=J2πfLESL(4)当电容器工作频率接近F0时,电容阻抗就等于它的等效串联电阻(RESR)。
电解电容器一般都有很大的电容量和很大的等效串联电感。
由于它的谐振频率很低,所以只能使用在低频滤波上。
钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感,因而它的谐振频率会高于电解电容器,并能使用在中高频滤波上。
瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小,因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器,所以能使用在高频滤波和旁路电路上。
开关电源的PCB布线要求

开关电源的PCB布线要求开关电源是一种常见的电源之一。
在集成电路的建设中,PCB布线设计是非常重要的,因为合理的PCB布线设计可以大大提高电路的稳定性和可靠性。
特别是在开关电源中,良好的PCB布线设计可以保证电源的性能表现。
因此,本文将介绍开关电源的PCB布线要求。
1. 开关电源PCB布线的基本原则布线设计应遵循以下原则:最短距离布线、线路走向自然、防止串信和互相干扰、保证信号传输质量、减少交叉、噪声与干扰。
开关电源的PCB布线应遵循其工作原理和特征。
因此,布线应考虑以下几个方面:(1)控制单元和功率单元之间的布线开关电源中,控制单元和功率单元之间的布线最好采用双面铜箔。
两面分别贴附于不同的电路板侧面,通过足够的接地区域将控制单元与功率单元连接起来。
此外,控制单元和功率单元之间的布线应避免走近其他信号线,以减少干扰和噪声。
(2)开关管的布局在开关电源的设计中,布置开关管时,应考虑其焊盘的布局,避免电容器等元器件太近,导致开关管与其他元器件之间出现串扰和互相干扰的情况。
同时,开关管布线的电感应该保持足够小,以减少噪声的产生。
(3)输入输出滤波在开关电源中,输入和输出滤波电容应布置在尽可能近的地方,以便缩短电流路径,减小共模噪声,提高抗干扰性。
2. 开关电源PCB布线的具体实现(1)输出过滤电路的布置在开关电源中,输出过滤电容(Cout)、输出电感(LOut)和输出短路电菩(Rout)等元件构成的过滤电路主要是为了抵抗输出端的高频噪声,因此应尽可能在开关管的输出端背面布置上述元件,并较短距离地接线连接一起。
为进一步减小信号在跑动过程中的干扰,如条件允许可以考虑在输出位置借助Lcl滤波来过滤掉高频扰动。
(2)高频降噪电阻的布置在高频降噪电阻(RF)的布置中,为了规避开关管;管贞周围存在的两对互相耦合的集成电路阻抗,对RF电阻的参考铺方式有两种形式,具体布置如下。
(3)控制电路的布置控制电路包括开关电源脉宽调制芯片、反馈电路、保险丝、脉冲变压器等基本单元,其布置和连线应符合以下要求:a. 脉宽调制控制芯片应该在布局与连接两方面得到考虑,控制芯片两侧的布局以及自身内部元器件布局一定要工整、规整、紧凑,以避免噪声的干扰和影响;b. 比较器反馈电路应布置在控制芯片上,以尽可能减少反馈信号跑动的距离和串扰的影响;c. 连接在主电路和控制电路间的脉冲变压器电路应该收紧磁感线,保证高频信号附着到比较器变化的上升沿或下降沿。
太有用了,8个开关电源layout经验!

太有用了,8个开关电源layout经验!其实对于一个开关电源工程师而言PCB的绘制其实是对一款产品的影响至关重要的部分,如果你不能很好的Layout的话,整个电源很有可能不能正常工作,最小问题也是稳波或者EMC过不去这是别人家的成品开关电源,模组,我会以这个电源模组的设计重点给大家讲一些点的。
经验一,安规走线间距这个是写在协议里面的,如果你不按照这个做,耐压测试一定是过不了的,因为高电压,会直接空气击穿。
注意保险丝之前的距离是比较远的,要求3mm以上,这就是为啥保险丝都会放在电路最前端的原因。
第二个要注意的是就算安规没有写,如果两根走线太近,正常工作也依然会击穿的,两根1mm间距的PCB外层耐压是200V 所以一般220v交流或者310V直流的走线距离至少2mm以上,我一般都是在2.5mm以上的。
这些器件都是有安规要求的,说白了,就是两个器件有最小尺寸需求的,太小的器件其实是不可能过安规的,能明白吗?这就是所谓的开关电源PCB工程师实质上是带着镣铐在跳舞的原因。
开关电源变压器的骨架,同样是为了符合安规所以要有严格的把关。
尤其是初级,到次级的距离,小功率变压器是必须飞线的。
飞线的长度也要被管控,如果飞线太短,耐压可能会受到影响,而如果飞线太长,会有可能对外辐射电磁信号,EMC过不了,所以需要在规格书里面详细写清楚,PCB绘制的时候,飞线的焊盘一定要注意,不能太妖孽。
经验二,电流走向这个其实很少有真的被提及,其实原因也很简单。
很多人不注意啊。
看着两个设计,这部分RV1压敏电阻到后面x2电容之间,为啥走线为啥故意这样走,而不是直接覆铜全部短接?注意这里保险丝之后,接压敏电阻VR1再接x2电容的走线,完全是绕了一个弯这是为什么?理由很简单,不让电流在PCB上面有回头路可以走。
电流只走阻抗最小的部分,如果直接覆铜,必经的元器件就有可能会被跳过,所以这样做不可以。
同样的,这里的电解电容,一样是为了避免电流绕过必经的电容,直接流到负载上。
【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?匚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:AR*71第一的好与不好,是电容及电感的位置不一样,C-L-C ” n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n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■■ ?/o +- I 1 :^I ^WB m i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 【Iclb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。
开关电源的PCB布线设计要点

开关电源的PCB布线设计要点开关电源(Switching Power Supply)是现代电子设备中常用的一种电源。
它由高频变压器、开关管等元器件组成,通过将交流变成直流供电,来满足各种类型的电子设备对于特定电压和电流的要求。
在进行开关电源的设计时,PCB布线设计是至关重要的步骤之一,因为合理的布线可以有效地提高电子设备的性能以及稳定性,而糟糕的布线则会导致电子设备出现故障,甚至引起火灾等危险。
因此,在这篇文章中,我们将介绍开关电源的PCB布线设计要点,以便各位设计者在开发开关电源时避免常见的错误。
1. 电源引脚设计开关电源的输入是交流电,输出是直流电,因此,电源引脚的布局是很重要的。
在设计过程中,应该将输入端和输出端的引脚分离,并尽量使用短导线连接。
此外,输入端和输出端应该放在PCB板的两侧,以降低电磁干扰,同时应该在PCB板上标注输入和输出端口。
2.电源地设计:电源地是开关电源工作的关键部分。
将电源地独立出来,并保持与电源输入端和输出端相互分离。
在电源输出端引出的输出电容器的一端应该与电源地衔接,大电容器的负极(-)和电源的负极也应该与电源地衔接。
电源地应该选用大面积的铜箔,并连续布置在整个PCB板上,尽可能缩短接地路径,从而降低线路电阻。
3. PCB板布局设计开关电源有许多元器件,包括变压器、电感、电容等。
在进行PCB布局设计时,应该按照元器件进行分区,避免相互影响和产生电磁干扰。
应用大功率的电容器时要突出考虑均布在PCB两侧,将热量均衡分散,以免电容器高温跑错。
4. PCB布线设计:在进行PCB布线时,应采用短距离连接器设计。
在进行布线之前,应先将元件在PCB上布局好,然后尽可能地使用短距离连接,控制最大的电路平面面积,避免布线太长,从而导致电磁干扰。
特别是对于高频开关管,应该采用短、宽的PCB线路进行布线,以降低线路电阻和电感。
5. 保护电路设计:开关电源自带保护电路,同时在PCB 布线设计中还应该添加相应的保护电路,以确保开关电源在出现异常情况时不会对其他电路进行伤害。
开关电源PCB设计流程及布线技巧

开关电源PCB设计流程及布线技巧在任何开关电源设计中,PCB板的物理设计都是最后一个环节,如果设计方法不当,PCB可能会辐射过多的电磁干扰,造成电源工作不稳定,以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析:一、从原理图到PCB的设计流程建立元件参数-》输入原理网表-》设计参数设置-》手工布局-》手工布线-》验证设计-》复查-》cam输出。
二、参数设置相邻导线间距必须能满足电气安全要求,而且为了便于操作和生产,间距也应尽量宽些。
最小间距至少要能适合承受的电压,在布线密度较低时,信号线的间距可适当地加大,对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距,一般情况下将走线间距设为8mil。
焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm,这样可以避免加工时导致焊盘缺损。
当与焊盘连接的走线较细时,要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状,这样的好处是焊盘不容易起皮,而是走线与焊盘不易断开。
如图:三、元器件布局实践证明,即使电路原理图设计正确,印制电路板设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不利影响。
例如,如果印制板两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声;由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,因此,在设计印制电路板的时候,应注意采用正确的方法。
每一个开关电源都有四个电流回路:(1)电源开关交流回路(2)输出整流交流回路(3)输入信号源电流回路(4)输出负载电流回路输入回路通过一个近似直流的电流对输入电容充电,滤波电容主要起到一个宽带储能作用;类似地,输出滤波电容也用来储存来自输出整流器的高频能量,同时消除输出负载回路的直流能量。
所以,输入和输出滤波电容的接线端十分重要,输入及输出电流回路应分别只从滤波电容的接线端连接到电源;如果在输入/输出回路和电源开关/整流回路之间的连接无法与电容的接线端直接相连,交流能量将由输入或输出滤波电容并辐射到环境中去。
电源开关交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形电流,这些电流中谐波成分很高,其频率远大于开关基频,峰值幅度可高达持续输入/输出直流电流幅度的5倍,过渡时间通常约为50ns。
开关电源PCB设计规范

开关电源PCB设计规范一、安全距离(AC100V~240V)1, 保险之前标准,基本绝缘的电源距离≥2.5mm,加强绝缘的电源≥3.4mm,不足则开槽,槽宽≥0.8 mm.2, 保险之后到整流桥的距离200VRMS/1mm,整流桥后400VDC距离应≥1.0 mm.3, 初次级之间距离≥6 mm不足则PCB开槽, 槽宽≥0.8 mm.4, 不同电路中信号的走线及低压电路线与线之间距离不≥0.2 mm.,输出功率电路线与线之间距离不小于0.3 mm.焊盘和焊盘不小于0.6 mm .保护地和初级之间标准距离基本绝缘≥4.0 mm,加强绝缘≥5.0mm.二、EMI1, 主K的功率回路尽可能做到短小,吸收电路应紧靠变压器初级布置,吸收电路尽量短小.2, 从变压器次级到第一级滤波电容的环路尽量短小.3, 凡滤波电容的正极焊盘必须开槽(包括输入大电解,输出电解,VCC滤波电解)4, 凡EMI滤波器中的X电容焊盘必须开槽,若某种原因无法开槽者,必须把滤波电路的阻抗做小.5, 对于跨接在初次级间的Y1电容,在功率≤20W,Y1电容高压侧可以和IC,变压器散热片共地,但次级必须独立引出地线.功率>20W,Y1电容两侧必须独立接地.6, EMI滤波器中的差模和共模电感必须与变压器磁场方向正交,并且最大程度远离主功率变换部分.7, EMI滤波器走线必须短小,一目了然,不要有太多弯拆.如果位置足够大,则EMI滤波器所有元件呈直线排列,连线最短小.8, 输出主整流管必须有吸收电路,并最大限度靠近整流管.9, ESD措施在AC共模及AC差模下放置放电尖端距离是≥0.5,≤1在Y1电容两侧放置放电尖端一般是6 mm..三、信号的完整性和非易失性1, 原则上光耦处的连接电路尽量短小,以避免不必要的干扰.2, IC的驱动信号线可以放长一点,但确记不要和FB信号并行,也不要和IS信号并行.3, 各种保护信号不要和驱动信号并行,应独立走线,以防误动作.4, 对于384X、75XX、68XX、OB22XX、等PWM IC来说,振荡用的定时电阻和定时电容必须在IC附近以最短距离和相应的PIN连接,各种信号(包括FB和IS)的滤波电路及相位,频率、增益补偿电路也必须在IC附近以最短距离和相应的PIN连接.5, 恒压环路的电压取样应从输出的未端去取,TL431的地方也应接到输出的未端6, 在主功率电路中,采用单点接地法来防止公共阻抗耦合噪声,信号地和功率地必须分开,Y1电容和散热片必须独立接地,Y电容地尽可能铺完铜箔,并在该铜箔上铺镀锡层,减小此噪声旁路了的阻抗,最大限度减小流向LISN7, 对于单组输出而言,输出末端必须是经过LCπ型滤波,对于多组输出,从变压器返回端上独立分支每一路的地线,并保证整流电路最短小,最后在输出末端汇合所有地线,这样Noise最小8, 开关驱动MOSFC-T的,G(栅极)对地或者G(栅极)对S(源极)必须接一个10K电阻,以防静电、雷击、瞬态开机击穿.9, 适配器和开放板,铜箔的走线电流密度定为10A/mm 1盎司,电流不够的,则铺上阻焊层铜条,铜条宽度不小于0.8mm.10, 对于多路输出不共地者,在两个地之间接一个2200PF左右的瓷片或CBB或Y2电容.11,光藕上的偏流电阻接到输出滤波电感的前面,提高动态响应.如下图:四、热设计1, 目前的PWM IC的上限温度均为85℃,故该IC应远离发热源,比如IC不能放在变压器下面,不能和功率管距离太近,其它的控制IC也如此.2, 散热片不允许跨越初,次级,因存在安全隐患及生产不易操作.3, 有风扇者,按风道设计散热片位置,无风扇者,按自然散热通道设计位置.4,某些客户要求电源在50℃~60℃正常工作.在保证PCB结构强度的前提下,在变压器底部开通风槽,槽宽和槽长略小于变压器窗口部分.5, 对于某些高温环境下工作的电源,而MOSFET及输出整流管采用卧式安装者,可在其下方开槽或开孔,孔的直径为Φ3,孔的数量为2~4个.6, 开槽及开孔处生产时,贴高温胶纸过波峰,防止漏锡7,电容和发热元件(诸如MOSFET,变压器,整流二极管)至少相隔1mm..五、高频200~400KHZ 不隔离电源(5W~30W)布板规则1,对于双面板,必须把背面的铜箔尽可能铺满,所有的地线从该地平面引出(包括输出地).对于单面板,主功率地必须从地线输入单独引出,并留出足够多的铜箔宽度,主功率地必须和其它地线分离,最后汇集到地线引入端口.2,所有PWM IC的地线必须从输出地上引出,以最短距离连接取样电路,以防止地线上公共阻抗耦合的噪声.3,IC之驱动电路Iduive r≥500mA者可直接推MOSFET.不足而又用到低压大功率MOSFET者,必须加图腾柱,图腾柱与MOSFET就近连接,并且图腾柱上管之集电极就近对地连接1MF和0.1MF,耐压为25V或50V.六、UL1310安规距离1. AC100 ~ 240Vac ,L对N距离≥4.8mm2. AC50 ~150Vac ,L对N距离≥1.6mm对于金属外壳并且外壳接大地的L .N对PE 6.4mm.L对N 6.4mm。
开关电源PCB-Layout一般要求

开关电源PCB-Layout一般要求————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:开关电源PCB Layout一般要求PCB Layout是开关电源研发过程中的极为重要的步骤和环节,关系到开关电源能否正常工作,生产是否顺利进行,使用是否安全等问题。
开关电源PCB Layout比起其它产品PCB Layout来说都要复杂和困难,要考虑的问题要多得多,归纳起来主要有以下几个方面的要求:一.电路要求1.PCB 中的元器件必须与BOM一致。
2.线条走线必须符合原理图,利用网络联机可以轻做到这一点。
3.线条宽度必须满足最大电流要求,不得小于1mm/1A,以保证线条温升不超过℃.为了减少电压降有时还必须加宽宽度。
4.为了减小电压降和损耗,视需要在线条上镀锡。
二.安规要求1. 一次侧和二次侧电路要用隔离带隔开,隔离带清晰明确. 靠隔离带的组件,在10N的推力作用下应保持电气距离要求。
2. 隔离带中线要用1mm的丝印虚线隔开,并在高压区标识DANGER / HIGHVOLTAGE。
3. 各电路间电气间隙(空间距离):(1) 一次侧交流部分: 保险丝前L-N≧2..5mmL.N↔大地(PE)≧2. 5mm保险丝后不做要求.(2) 一次侧交流对直流部分≧2mm(3) 一次侧直流地对大地≧4mm(4) 一次侧对二次侧部分4mm(一二次侧组件之间)(5) 二次侧部分: 电压低于100V≧0.5mm电压高于100 V(6) 二次侧地对大地≧1mm4. 各电路间的爬电距离:(1) 一次侧交流电部分: 保险丝前L-N≧2..5mmL.N↔大地(PE)≧2. 5mm保险丝后不做要求.(2) 一次侧交流对直流部分≧2mm(3) 一次侧直流地对大地≧4mm(4) 一次侧对二次侧≧6.4mm光耦,Y电容,脚间距≦6.4时要开槽。
(5) 二次侧部分之间:电压低于100V时≧0.5mm; 电压高于100V时,按电压计算。
开关电源的PCB布线要求

开关电源的PCB布线设计开关电源PCB排版是开发电源产品中的一个重要过程。
许多情况下,一个在纸上设计得非常完美的电源可能在初次调试时无法正常工作,原因是该电源的PCB排版存在着许多问题.0、引言为了适应电子产品飞快的更新换代节奏,产品设计工程师更倾向于选择在市场上很容易采购到的AC/DC适配器,并把多组直流电源直接安装在系统的线路板上。
由于开关电源产生的电磁干扰会影响到其电子产品的正常工作,正确的电源PCB排版就变得非常重要。
开关电源PCB排版与数字电路PCB排版完全不一样。
在数字电路排版中,许多数字芯片可以通过PCB软件来自动排列,且芯片之间的连接线可以通过PCB软件来自动连接。
用自动排版方式排出的开关电源肯定无法正常工作。
所以,没计人员需要对开关电源PCB排版基本规则和开关电源工作原理有一定的了解。
1、开关电源PCB排版基本要点1.1 电容高频滤波特性图1是电容器基本结构和高频等效模型。
电容的基本公式是式(1)显示,减小电容器极板之间的距离(d)和增加极板的截面积(A)将增加电容器的电容量。
电容通常存在等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)二个寄生参数。
图2是电容器在不同工作频率下的阻抗(Zc)。
一个电容器的谐振频率(fo)可以从它自身电容量(C)和等效串联电感量(LESL)得到,即当一个电容器工作频率在fo以下时,其阻抗随频率的上升而减小,即当电容器工作频率在fo以上时,其阻抗会随频率的上升而增加,即当电容器工作频率接近fo时,电容阻抗就等于它的等效串联电阻(RESR)。
电解电容器一般都有很大的电容量和很大的等效串联电感。
由于它的谐振频率很低,所以只能使用在低频滤波上。
钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感,因而它的谐振频率会高于电解电容器,并能使用在中高频滤波上。
瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小,因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器,所以能使用在高频滤波和旁路电路上。
开关电源PCBLAYOUT原则概述

开关电源PCBLAYOUT原则概述-----------------------作者:-----------------------日期:开关电源PCB_LAYOUT原则1.0目的:规范PCB的设计思路,保证和提高PCB的设计质量。
2.0适用范围:适用于PCB Layout.3.0具体内容:(1) A:Layout 部分…………………………………………………………2-19(2) B:工艺处理部分………………………………………………………20-23(3) C:检查部分……………………………………………………………24-25(4) D:安规作业部分………………………………………………………26-322、滤波电容尽量贴近开关管或整流二极管如上图二,C1尽量靠近Q1,C3靠近D1等3、脉冲电流流过的区域远离输入、输出端子,使噪声源和输入、输出口分离,如A105。
图三图三:MOS管、变压器离入口太近,EMI传导通不过。
图四图四:MOS管、变压器远离入口,EMI传导能通过。
4、控制回路与功率回路分开,采用单点接地方式,如图五。
图五1、3842、3843、2843、2842IC周围的元件接地接至IC的地脚(第5脚);再从第5脚引出至大电容地线。
2、光耦第3脚地接到IC的第2 脚,第2脚接至IC的5脚上。
图六5、必要时可以将输出滤波电感安置在地回路上。
6、用多只ESR低的电容并联滤波。
7、用铜箔进行低感、低阻配线,相邻之间不应有过长的平行线,走线尽量避免平行、交叉用垂直方式,线宽不要突变,走线不要突然拐角(即:≤直角)。
B、抗干扰要求1、尽可能缩短高频元器件之间连线,设法减少它们的分布参数和相互间电磁干扰,易受干扰的元器件不能和强干扰器件相互挨得太近,输入输出元件尽量远离。
2、某些元器件或导线之间可能有较高电位差,应加大它们之间的距离,以免放电引出意外短路。
图三图四(d)、散热器接地多数也采用单点接地,提高噪声抑制能力如A166,更改前:走线问题:功率走线尽量实现最短化,以减少环路所包围的面积,避免干扰。
开关电源PCBLAY原则

开关电源PCBLAY原则在当代电子产品的制造中,开关电源无疑是一种非常重要且广泛应用的电源。
无论是消费电子、通讯设备还是计算机硬件,几乎所有设备都需要使用开关电源。
而电源的核心部分就是PCB电路板,它在开关电源中占据着至关重要的地位。
本文将系统介绍开关电源PCB层的设计原则。
PCB电路板设计中的原则在进行PCB层设计之前,我们需要掌握一些基本原则。
首先是排布原则,这个原则主要是指将电子元件合理地排布在电路板上。
在排布电子元件时,我们需要注意不同元件之间的距离,以及元件之间的连线。
其次原则是连线原则,它包括连线路径和连线宽度等内容。
由于开关电源中需要传输的电流比较大,因此连线的宽度应该足够宽,从而保证电源传输的效率。
在开关电源的PCB层设计过程中,还需要注意一些特殊的原则。
首先是地面和电源面的布置。
由于开关电源中含有高达数十甚至上百个晶体管,因此在布置地面和电源面时需要非常小心,以确保整个电源系统地位的稳定性。
其次是电源芯片的布置,电源芯片通常被布置在电源板的中心位置,这样可以对热量进行比较均匀的散热处理。
实际操作中,我们可以通过采用一些专业软件(比如EAGLE、PADS等)来完成开关电源PCB层的设计。
这些软件都拥有丰富的PCB电路板设计工具,以及检测和优化机制,可以帮助设计师快速地完成电路板设计。
关于开关电源PCB层的设计思路在进行开关电源PCB层设计时,我们需要明确不同电子元件之间的布局和互相之间的传输关系。
开关电源通常由输入滤波器、电感、电源芯片、输出滤波器、电容和二极管等几个主要元件组成。
这些元件之间的关系必须清晰明了,以便保证电源能够稳定供电。
在完成最初的PCB层设计后,我们还需要进行各种实验和测试,以确保电源工作正常。
实验和测试过程中需要注意以下几个方面:1)实测电源的纹波情况2)测试电源的温度变化3)通过示波器等仪器观察输出波形情况通过这些实验和测试,可以更加全面地了解开关电源的工作情况,从而了解到电源PCB层的设计存在哪些问题,并进行相应的优化处理。
开关电源的电感选择和布局布线

开关电源的电感选择和布局布线注意:所有下标的内容均用括斜弧代替,请读者留意!开关电源(SMPS, Switched-Mode Power Supply)是一种非常高效的电源变换器,其理论值更是接近100%,种类繁多。
按拓扑结构分,有Boost、Buck、Boost-Buck、Charge-pump等;按开关控制方式分,有PWM、PFM;按开关管类别分,有BJT、FET、IGBT等。
本次讨论以数据卡电源管理常用的PWM控制Buck、Boost型为主。
开关电源的主要部件包括:输入源、开关管、储能电感、控制电路、二极管、负载和输出电容。
目前绝大部分半导体厂商会将开关管、控制电路、二极管集成到一颗CMOS/Bipolar工艺的电源管理IC中,极大简化了外部电路。
其中储能电感作为开关电源的一个关键器件,对电源性能的好坏有重要作用,同时也是产品设计工程师重点关注和调试的对象。
随着像手机、PMP、数据卡为代表的消费类电子设备的尺寸正朝着轻、薄、小巧、时尚的趋势发展,而这正与产品性能越强所要的更大容量、更大尺寸的电感和电容矛盾。
因此,如何在保证产品性能的前提下,减小开关电源电感的尺寸(所占据的PCB面积和高度)是本文要讨论的一个重要命题,设计者将不得不在电路性能和电感参数间进行折中(Tradeoff)。
任何事物都具有两面性,开关电源也不例外。
坏的PCB布局布线设计不但会降低开关电源的性能,更会强化EMC、EMI、地弹(grounding)等。
在对开关电源进行布局布线时应注意的问题和遵循的原则也是本文要讨论的另一重要命题。
一开关电源占空比D、电感值L、效率η公式推导Buck型和Boost型开关电源具有不同的拓扑结构,本文将使用如图1-1、1-2所示的电路参考模型[1]:参考电路模型默认电感的DCR(Direct Constant Resistance)为零。
Buck/Boost型开关电源,伴随开关管的开和关,储能电感的电流波形如图1-3所示:从图中可以看到,电感的电流波形等价于在直流I(DC)上叠加一个I(P-P)值为ΔI的交流。
5.开关电源Buck的PCBlayout技巧

5.开关电源Buck的PCBlayout技巧一、综述(1)开关电源主要拓扑结构:降压(BUCK)、升压(BOOST)、升降压(BUCK-BOOST)。
二、电流的信号流向(1)1-a中的红色线表示的是当Q1打开时整个电流信号的流向。
CBYPASS是滤除高频信号的去耦电容,而CIN则是大电容,一般用来存储电量,防止浪涌电流的产生。
(2)1-b中的红色线表示的是当开关管Q1关断时的电流流向。
此时续流二极管D1导通,此时存储在电感L中的能量通过D1来释放。
(3)1-c中的红色线显示了图1-a和1-b中两者电流路径的不同的地方。
每次开关管由ON变化到OFF或者由OFF变化到ON的时候,这条红色线上的电流会产生剧烈的变化,这些剧烈的变化会产生相应的谐波,而这些谐波就有可能产生EMC的问题,所以在布线时,整个红色线上的走线应特别注意。
三、BUCK开关电源的PCB layout的注意事项(1)将输入端的电容和续流二极管放置同一个PCB板的表面,且尽量靠近IC的响应引脚端。
(2)为了提高热传导的效率,加入散热过孔。
(3)将电感就近布置与IC旁边,不用靠近输入端的电容。
(4)将输出端的电容靠近电感布置。
(5)保证走线的回流路径应远离易产生噪声的区域,如电感以及续流二极管。
四、输入端电容和续流二极管的layout(1)3-a显示了输入电容的合理的布局方式,将去耦电容CBYPASS就近IC端子布置。
(2)有时候出于空间等考虑,大的旁路电容CBYPASS不得不布局在远离去耦电容CIN,但是如此一来会产生比较严重的脉动电流,具体如图3-b所示。
不推荐(3)同样有时候出于布局的考虑,大的旁路电容CBYPASS和去耦电容CIN不得不布置在不同的平面上,如图3-c,可以将CIN布置在底层,而CBYPAS和IC布置在顶层。
虽然这样子可以避免噪音的影响,但是由于过孔寄生电阻的存在,在高电流的情况下很产生很大的纹波电压。
不推荐(4)如果将CIN、CBYPASS布置同一层,但是与IC不在同一层,如此一来就意味着需要打两个过孔,而过孔过多,其寄生电感就会很大,如此一来很有可能因为寄生电感的存在而引入噪声,这样的布局是不合理的,具体如图3-d所示。
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开关电源的PCB布局布线设计
开关电源(SMPS,Switched-Mode Power Supply)是一种非常高效的电源变换器,其理论值更是接近100%,种类繁多。
按拓扑结构分,有Boost、Buck、Boost-Buck、Charge-pump等;按开关控制方式分,有PWM、PFM;按开关管类别分,有BJT、FET、IGBT等。
本次讨论以数据卡电源管理常用的PWM控制Buck、Boost型为主。
开关电源的主要部件包括:输入源、开关管、储能电感、控制电路、二极管、负载和输出电容。
目前绝大部分半导体厂商会将开关管、控制电路、二极管集成到一颗CMOS/Bipolar 工艺的电源管理IC中,极大简化了外部电路。
其中储能电感作为开关电源的一个关键器件,对电源性能的好坏有重要作用,同时也是产品设计工程师重点关注和调试的对象。
随着像手机、PMP、数据卡为代表的消费类电子设备的尺寸正朝着轻、薄、小巧、时尚的趋势发展,而这正与产品性能越强所要的更大容量、更大尺寸的电感和电容矛盾。
因此,如何在保证产品性能的前提下,减小开关电源电感的尺寸(所占据的PCB面积和高度)是本文要讨论的一个重要命题,设计者将不得不在电路性能和电感参数间进行折中(Tradeoff)。
任何事物都具有两面性,开关电源也不例外。
坏的PCB布局布线设计不但会降低开关电源的性能,更会强化EMC、EMI、地弹(grounding)等。
在对开关电源进行布局布线时应注意的问题和遵循的原则也是本文要讨论的另一重要命题。
一、开关电源占空比D、电感值L、效率η公式推导
Buck型和Boost型开关电源具有不同的拓扑结构,本文将使用如图1-1、1-2所示的电路参考模型:
参考电路模型默认电感的DCR(Direct Constant Resistance)为零。
Buck/Boost型开关电源,伴随开关管的开和关,储能电感的电流波形如图1-3所示:。