开关电源的PCB布局走线
开关电源PCB排版基本要点
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开关电源PCB排版基本要点1. PCB设计概述PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是电子设备中一个重要的组成部分。
开关电源PCB的设计是为了实现电源电路的稳定和高效工作。
在设计PCB排版时,需要考虑各个元器件的布局和连线,以确保电路的性能和可靠性。
2. PCB尺寸和层数在进行开关电源PCB排版时,需要确定PCB的尺寸和层数。
PCB 的尺寸应根据电源模块和外部连接器的大小来确定,以确保元器件能够合理布局,并与其他电路板相连接。
而层数则取决于所需电路的复杂程度和PCB的可用空间。
通常,开关电源PCB可以采用2层或4层结构。
3. 元器件布局在进行元器件布局时,需要根据电路原理图的要求,将不同的元器件放置在合适的位置。
一般来说,输入和输出滤波电容应尽量靠近电源模块,以最大程度地减小电源线的电感影响。
开关元件和控制芯片应尽量靠近主要电源电路,以减小开关电压和控制信号的传输损耗。
同时,还要考虑元器件之间的间距和连线的方向,以便于布线和维修。
4. 连接线和走线规划在进行PCB排版时,合理的连接线和走线规划是非常重要的。
首先,要确保电源线和信号线之间有足够的间距,以减小互相的干扰。
其次,需要避免信号线和高电压线路的交叉,以避免干扰和短路的风险。
另外,要尽量缩短连接线的长度,以减小信号传输的延迟和损耗。
最后,要合理设置地线和电源线的走向,并确保它们之间的连通性,以避免地回路干扰和功率线路的损耗。
5. 确保供电和散热性能在进行开关电源PCB排版时,供电和散热性能是需要重点考虑的因素。
为了保证供电性能,应尽量减少电源线的电阻和电感,以提高功率传输效率。
此外,还要合理选择电源线的截面积和排线宽度,以满足电流要求。
对于散热性能,则需要合理设置散热器的位置和尺寸,以确保电源模块和其他高功率器件的稳定工作温度。
6. PCB层间布线和注释为了方便布线和维修,需要在PCB上添加层间布线和注释。
层间布线可以通过添加跳线、蓝线或插针来实现,以简化复杂电路的布线。
开关电源的PCB布线要求
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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PCB设计流程及布线技巧
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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。
设计开关电源如何布局PCB
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设计开关电源如何布局PCB在开关电源设计中,PCB设计是非常关键的一步,它对电源的性能,EMC要求,可靠性,可生产性都影响很大。
随着电子技术的发展,开关电源的体积越来越小,工作频率也越来越高,内部器件的密集度也越来越高,这在开关电源规划中,PCB规划是十分要害的一步,它对电源的功用,EMC要求,可靠性,可出产性都影响很大。
跟着电子技术的开展,开关电源的体积越来越小,作业频率也越来越高,内部器材的密布度也越来越高,这对PCB布局布线的抗搅扰要求也越来越严,合理的,科学的PCB规划会让你的作业事半功倍。
1、布局要求PCB布局是比较考究的,不是说随意放上去,挤得下就完事的。
一般PCB布局要遵从几点:(1)布局的首要准则是保证布线的布通率,移动器材时留意飞线的衔接,把有连线联系的器材放在一同。
(2)以每个功用电路的中心元件为中心,环绕它来进行布局。
元器材应均匀、规整、紧凑地摆放在PCB电路板上,这样,不光漂亮,并且装焊简单,易于批量出产。
尽量削减和缩短各元器材之间的引线和衔接;振荡电路,滤波去耦电容要紧接近IC,地线要短,如图1所示。
图1(3)放置器材时要考虑今后的焊接和修理,两个高度高的元件之间尽量防止放置低矮的元件,如图2所示,这样不利于出产和保护,元件之间最好也不要太密布,可是跟着电子技术的开展,现在的开关电源越来越趋于小型化和紧凑化,所以就需求平衡好两者之间的度了,既要便利焊装与保护又要统筹紧凑。
还有便是要考虑实践的贴片加工才能,依照IPC-A-610E的规范,考虑元件旁边面偏移的精度,否则简单形成元件之间连锡,乃至因为元件偏移形成元件间隔不行。
图2(4)光电耦合器材和电流采样电路,简单被搅扰,应远离强电场、强磁场器材,如大电流走线、变压器、高电位脉动器材等。
(5)元件布局的时分,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,以按捺开关电源的辐射搅扰。
如图3所示的几个电流环路是需求特别留意的。
开关电源的PCB布局布线设计
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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:。
开关电源PCB Layout一般要求
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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 / HIGHVOLT AGE。
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。
(6) 二次侧对大地≧2mm.(7) 变压器二次侧之间≧8mm5. 导线与PCB边缘距离应≧1mm6. PCB上的导电部分与机壳之空间距离小于4 mm时, 应加0.4 mm麦拉片。
电源PCB布局和走线设计要求规范标准
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5.2.6.过锡方向分析,散热分析,风向及风流量考虑 (如:散热片应怎样放、多厚、散热牙(翼)方向、散热面积多大最利于散热、散热片材质要求、辅助散热、风道方向、PIN脚稳固性、可靠度等)5.2.7.布局应尽量满足以下要求: 初级电路与次级电路分开布局;交流回路, PFC、PWM回路,整流回路,滤波回路这四大回路包围的面积尽量小, 各回路中功率元件引脚彼此尽量靠近,控制IC要尽量靠近被控制的MOS管,控制IC周边的元件尽量靠近IC布置5.2.8. 电解电容不可触及高发热元件,如大功率电阻,变压器,散热片5.2.9所有金属管脚不能紧靠在相邻元件本体上,以防过锡时高温使元件管脚烫伤其它元件外壳而短路或爆裂5.2.10.发热元件一般应均匀分布,以利于单板和整机的散热,除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件5.2.11.跳线不要放在IC及其它大体积塑胶外壳的元件下,避免短路或烫伤别的元器件。
5.2.12.SMD封装的IC摆放的方向必需与过锡炉的方向成平行,不可垂直,如下图SOL5.2.13.SMD封装的IC两端尽可能要预留2.0mm的空间不能摆元件,为了预防两端SMD元件吃锡不良。
如果布局上有困难,可允许预留1.0mm的空间5.2.14.多脚元件应有第1脚及规律性的脚位标识(双列16PIN以上和单排10PIN以上均应进行脚位标识)PFC MOS和PWM MOS散热片必须接地,以减少共模干扰5.2.15.对热敏感元件(如电解电容、IC、功率管等)应远离热源,变压器、电感、整流器等;发热量大的元件应放在出风口或边缘;散热片要顺着风的流向摆放;发热器件不能过于集中5.2.16.功率电阻要选用立插封装摆放,以便散热或避免烧坏板子;如果是卧插封装,作业时一定要用打KIN元器件5.2.17.考虑管子使用压条时,压条与周边元件不能相碰或出现加工抵触5.2.18.贴片元件间的间距:a.单面板:PAD与PAD之间要求不小于0.75mmb.双面板:PAD于PAD之间要求不小于0.50mmc.单面板/双面板:PAD于板边间距要求不小于1.0mm;避免折板边损坏元件(机器分板);d.贴片元件与A/I或R/I元件间的距离如图:>=0.75mm>=0.75mm>=0.75mm5.4.PCB布线5.4.1.为了保证PCB加工时板边不出现断线的缺陷,PCB布线距离板边不能小于0.5mm5.4.2.在布线时,不能有90度夹角的走线出现5.4.3.IC相邻PIN脚不允许垂直于引脚相连5.4.4.各类螺钉孔的禁布区围禁止有走线5.4.5.逆变器高压输出的电路间隔要大于240mil,否则开槽≥1.0mm,并有高压符号标示5.4.6.铜箔最小间距:单/双面板0.40mm,特殊情况可以减小,但不超过4处5.4.7.设计双面板时要注意,底部有金属外壳或绕铜线的元件,因插件时底部与PCB接触,顶层的焊盘要开小或不开,同时顶层走线要避开元件底部,以防短路发生不良。
这些LED开关电源PCB布线技巧经常用到
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这些LED开关电源PCB布线技巧经常用到在LED开关电源的设计过程中,PCB布线是其中最为关键的一个环节,其布线的合理与否将会直接关系到LED开关电源产品的工作性能和使用寿命。
小编在这里为大家整理了一些非常实用的PCB布线技巧,与各位工程师们一起分享,希望能够对工程师们的产品设计研发工作有所帮助。
LED开关电源中一般都会包含有具有传导作用的高频信号,因此,PCB板上任何的印制线都可以为其起到一个天线的作用。
而就这种天线的作用来看,PCB印制线的长度和宽度会影响其阻抗和感抗,从而会影响频率响应。
即使是通过直流信号的印制线也会从邻近的印制线耦合到射频信号并造成电路问题。
因此,在进行PCB布线的过程中,工程师需要将所有通过交流电流的印制线设计得尽可能短而宽,这种设计也就意味着必须将所有连接到印制线和连接到其他电源线的元器件放置得很近。
在PCB布线的实际操作中,PCB板上的印制线长度与其表现出的电感量和阻抗是有一个比例和规律可循的。
通常来说,印刷线的长度和电感量、阻抗成正比关系,而宽度则与印制线的电感量和阻抗成反比。
印刷线的长度反映出印制线响应的波长,长度越长,印制线能发送和接收电磁波的频率越低,它就能辐射出更多的射频能量。
根据印制线路板电流的大小,工程师应当尽量加租电源线宽度,减少环路电阻。
同时使电源线、地线的走向和电流的方向一致,这样有助于增强抗噪声能力。
在LED开关电源的布线过程中,还有一个问题需要工程师特别注意,那就是接地的设置。
接地是开关电源四个电流回路的底层支路,它作为电路的公共参考点,能够在整个PCB设计中很重要的作用,对干扰控制有着重要的牵制作用。
因此,在布局中应仔细考虑接地线的放置,将各种接地混合会造成。
开关电源的PCB布线要求
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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!](https://img.taocdn.com/s3/m/9f8a8fe429ea81c758f5f61fb7360b4c2e3f2a6e.png)
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。
开关电源PCB布板要领
![开关电源PCB布板要领](https://img.taocdn.com/s3/m/61a0b70e650e52ea551898f5.png)
开关电源PCB布板要领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。
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)。
电源PCB设计布线技巧
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电源PCB设计布线技巧电源PCB设计布线技巧在设计印刷线路板时,设计工程师都会仔细思考铜线的走线方式和元器件的放置问题。
如果没有充分考虑这两点,印刷线路板的效率、最大输出电流、输出纹波及其它特性都将会受到影响。
产生这些影响的两个主要原因则是地线(GND、VSS)和电源线(+B、VCC、VDD)的连接,如果地线及电源线设计合理,电路将能正常地工作,获得较好的性能指标,否则会产生干扰、性能指标恶化等问题。
本文就DC/DC 转换器的设计,介绍一些通用的设计原则和地线连接方法。
设计原则印制线走线方式和元器件的放置常常会影响电路的性能。
以下提出了接地线设计的四个原则:1. 用平面布线方式(planar pattern)接地;2. 用平面布线方式接电源线;3. 按电路图中的信号电流走向依序逐个放置元器件;4. 实验获得的数据在应用时不应做任何调整,即使受板的尺寸或其它因素影响也应原样复制数据。
在设计中注意以上原则和要点,可以减少电路噪声和信号干扰。
除了以上的基本原则外,在设计铜线走线模式和元件放置时应谨记以下两点:布线之间会产生杂散电容;连线长度会产生阻抗。
在设计中注意线间杂散电容和缩短布线长度有利于消除噪声,减少辐射的产生。
在上面的几个基本原则基础上,设计工程师应注意以下几点(参见图1):1. 根据电路原理图进行元件的布局,输入电流线和输出电流线应进行区别;2. 合理放置元器件,保证它们之间的连线最短,以减少噪声;3. 在电压变化很大和流过大电流的地方应小心设计以降低噪声;4. 如果电路中采用了线圈和变压器,必须小心进行连接;5. 电路设计时,将元器件放置在同一方向,便于回流焊接;6. 元器件间或元器件焊盘和焊盘间必须保证0.5毫米以上的间隙,避免出现桥接。
PCB设计示例a. 升压转换器模式布线方式在升压转换器中,输出电容(CL)的位置比其它元件更重要,参考图2。
建议在PCB设计时注意以下两点:1. 将输出电容尽可能与IC靠近,尽量减小电流回路。
【三圈两地】开关电源PCB布板要领
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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。
开关电源适配器的PCB布局布线要求
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开关电源适配器的PCB布局布线要求串音是开关电源适配器和很多电子设备发生的一种干扰信号,它常常发生在开关电源的PCB中布线及电线、电缆间的导线互容互感里面,是PCB印制电路板中存在的最难克服的问题。
在解决电源适配器EMI问题时,首先应知道是传导干扰、辐射干扰还是串音干扰。
若开关电源PCB的一条带状线载有控制和逻辑电平,另一条带状线载有低电平信号,在平行布线长度超过10厘米时,将会产生串音干扰。
如果长长的电缆载有串行或并行的高速运行数字信号或控制信号,将会出现串音干扰,这是因为电线和电缆之间存在电场(互容)、磁场(互感)的作用。
带状线是什么?带状线就是出现干扰、发生串音的频率,是由电场、磁场耦合产生的。
开关电源PCB的带状线、电缆线中的导体靠近平行电线时,串音就会产生。
首先确定电场耦合(互容)和磁场耦合(互感)中哪种耦合最主要的,应该由电路阻抗、工作频率和磁场强度来决定。
这个方法很简单:当电源适配器和接收器的阻抗(单位是欧姆)的乘积大于1000时,主要是电场耦合;电源适配器和接收器的阻抗的乘积在300~1000之间时,磁场耦合和电场耦合都有可能是主要耦合,这时取决于电路间的配置和频率。
然而,这个方法并不适用于所有的情况,如在地板上PCB带状线之间的串音,因为这时PCB带状线的特性阻抗、负载阻抗及电源阻抗可能为正常标准状态,串音很可能是以电场耦合(互容)为主。
如果这时接收器采用屏蔽电缆并在屏蔽层的两端接地,则磁场耦合是主要的。
低频时,呈现较低的电路阻抗,电场耦合是主要的。
只有找到耦合的对象,抑制产生耦合的通道,才能使耦合的能量衰减或耗散。
PCB的电磁辐射跟其他电气设备一样,也有差模辐射和共模辐射两种基本类型。
差模辐射的特点取决于闭合回路的电流特性;共模辐射是由对地干扰噪声电压引起的。
PCB并不是单根线而是多根线,它们的电流不相等,所以不能简单地考虑只是差模辐射的作用,必须考虑所有电流的作用。
由于差模电流是相减的,共模辐射电流是相加的,所以分析辐射时,即使共模电流比差模电流小很多,也会产生一定程度的电场辐射。
开关电源PCB设计流程及布线技巧
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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。
开关电源的PCB布局走线
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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布线规则和技巧
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开关电源pcb布线规则和技巧开关电源pcb布线规则和技巧开关电源是一种常用的电源类型,其使用广泛,如计算机、通信设备、家用电器等。
在设计开关电源时,合理的pcb布线是至关重要的。
下面介绍一些开关电源pcb布线的规则和技巧。
1. 保持信号传输路径短在布线时,应尽量缩短信号传输路径,减少信号传输过程中的干扰和损耗。
同时,在同一层内布置输入输出端口,并采用直接相连的方式进行连接。
2. 分离高频和低频信号开关电源中存在高频和低频信号,这些信号在传输过程中可能会产生互相干扰。
因此,在布线时应将高频和低频信号分离,并采用不同的层次进行布置。
3. 采用地平面地平面是一种有效减少干扰的方法。
在开关电源pcb设计中,应采用地平面,并将其与各个模块之间进行连接。
4. 避免回流现象回流现象是指当高速电流通过一个导体时,在导体两端产生感应电压并形成反向流动现象。
这种现象会导致噪声和干扰等问题。
为避免回流现象,在布线时应尽量避免导体走直线,而采用缓慢弯曲的方式进行布置。
5. 保持信号对称性在布线时,应保持信号对称性,即将输入和输出端口放置在同一侧,并采用相同的长度和宽度进行连接。
这样可以有效减少信号传输过程中的干扰和损耗。
6. 降低电感电感是一种常见的干扰源,会对开关电源的性能产生影响。
因此,在布线时应尽量降低电感,并采用短而宽的导体进行连接。
7. 避免共模干扰共模干扰是指两个信号共同受到噪声或干扰。
为避免共模干扰,在布线时应将各个信号分离,并采用不同的层次进行连接。
8. 保持距离在布线时,应保持各个元件之间的距离,以避免互相干扰。
同时,在不同层次之间也应保持一定距离,并采用合适的连接方式进行连接。
以上就是开关电源pcb布线规则和技巧的介绍。
合理的pcb布线可以有效提升开关电源的性能和稳定性,同时也可以减少噪声和干扰等问题。
因此,在设计开关电源时应重视pcb布线的规划和设计。
开关电源的电感选择和布局布线
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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](https://img.taocdn.com/s3/m/d2ddafc2a48da0116c175f0e7cd184254a351b5b.png)
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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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。
,这样大多数制板厂都能够很轻松满足生产要求,并可以把成品率控制得非常高,亦可实现合理的布线密度及有一个较经济的成本。
最小线间距只适合信号控制电路和电压低于63V的低压电路,当线间电压大于该值时一般可按照500V/1mm经验值取线间距。
于有一些相关标准对线间距有较明确的规定,则要严格按照标准执行,如交流入口端至熔断器端连线。
某些电源对体积要求很高,如模块电源。
一般变压器输入侧线间距为1mm实践证明是可行的。
对交流输入,(隔离)直流输出的电源产品,比较严格的规定为安全间距要大于等于6mm,当然这由相关的标准及执行方法确定。
一般安全间距可由反馈光耦两侧距离作为参考,原则大于等于这个距离。
也可在光耦下面印制板上开槽,使爬电距离加大以满足绝缘要求。
一般开关电源交流输入侧走线或板上元件距非绝缘的外壳、散热器间距要大于5mm,输出侧走线或器件距外壳或散热器间距要大于2mm,或严格按照安全规范执行。
常用方法:上文提到的线路板开槽的方法适用于一些间距不够的场合,顺便提一下,该法也常用来作为保护放电间隙,常见于电视机显象管尾板和电源交流输入处。
该法在模块电源中得到了广泛的应用,在灌封的条件下可获得很好的效果。
方法二:垫绝缘纸,可采用青壳纸、聚脂膜、聚四氟乙烯定向膜等绝缘材料。
一般通用电源用青壳纸或聚脂膜垫在线路板于金属机壳间,这种材料有机械强度高,有有一定抗潮湿的能力。
聚四氟乙烯定向膜由于具有耐高温的特性在模块电源中得到广泛的应用。
在元件和周围导体间也可垫绝缘薄膜来提高绝缘抗电性能。
注意:某些器件绝缘被覆套不能用来作为绝缘介质而减小安全间距,如电解电容的外皮,在高温条件下,该外皮有可能受热收缩。
大电解防爆槽前端要留出空间,以确保电解电容在非常情况时能无阻碍地泻压.今天谈一谈印制板铜皮走线的一些事项:走线电流密度:现在多数电子线路采用绝缘板缚铜构成。
常用线路板铜皮厚度为35μm,走线可按照1A/mm经验值取电流密度值,具体计算可参见教科书。
为保证走线机械强度原则线宽应大于或等于0.3mm(其他非电源线路板可能最小线宽会小一些)。
铜皮厚度为70μm 线路板也常见于开关电源,那么电流密度可更高些。
补充一点,现常用线路板设计工具软件一般都有设计规范项,如线宽、线间距,旱盘过孔尺寸等参数都可以进行设定。
在设计线路板时,设计软件可自动按照规范执行,可节省许多时间,减少部分工作量,降低出错率。
一般对可靠性要求比较高的线路或布线线密度大可采用双面板。
其特点是成本适中,可靠性高,能满足大多数应用场合。
块电源行列也有部分产品采用多层板,主要便于集成变压器电感等功率器件,优化接线、功率管散热等。
具有工艺美观一致性好,变压器散热好的优点,但其缺点是成本较高,灵活性较差,仅适合于工业化大规模生产单面板,市场流通通用开关电源几乎都采用了单面线路板,其具有低成本的优势,在设计,及生产工艺上采取一些措施亦可确保其性能。
今天谈谈单面印制板设计的一些体会,由于单面板具有成本低廉,易于制造的特点,在开关电源线路中得到广泛应用,由于其只有一面缚铜,器件的电器连接,机械固定都要依靠那层铜皮,在处理时必须小心。
为保证良好的焊接机械结构性能,单面板焊盘应稍微大一些,以确保铜皮和基板的良好缚着力,而不至于受到震动时铜皮剥离、断脱。
一般焊环宽度应大于0.3mm。
焊盘孔直径应略大于器件引脚直径,但不宜过大,保证管脚与焊盘间由焊锡连接距离最短,盘孔大小以不妨碍正常查件为度,焊盘孔直径一般大于管脚直径0.1-0.2mm。
多引脚器件为保证顺利查件,也可更大一些。
电气连线应尽量宽,原则宽度应大于焊盘直径,特殊情况应在连线于与焊盘交汇必须将线加宽(俗称生成泪滴),避免在某些条件线与焊盘断裂。
原则最小线宽应大于0.5mm。
<BR>单面板上元器件应紧贴线路板。
需要架空散热的器件,要在器件与线路板之间的管脚上加套管,可起到支撑器件和增加绝缘的双重作用,要最大限度减少或避免外力冲击对焊盘与管脚连接处造成的影响,增强焊接的牢固性。
线路板上重量较大的部件可增加支撑连接点,可加强与线路板间连接强度,如变压器,功率器件散热器单面板焊接面引脚在不影响与外壳间距的前题条件下,可留得长一些,其优点是可增加焊接部位的强度,加大焊接面积、有虚焊现象可即时发现。
引脚长剪腿时,焊接部位受力较小。
在台湾、日本常采用把器件引脚在焊接面弯成与线路板成45度角,然后再焊接的工艺,的其道理同上。
今天谈一谈双面板设计中的一些事项,在一些要求比较高,或走线密度比较大的应用环境中采用双面印制板,其性能及各方面指标要比单面板好很多。
双面板焊盘由于孔已作金属化处理强度较高,焊环可比单面板小一些,焊盘孔孔径可比管脚直径略微大一些,因为在焊接过程中有利于焊锡溶液通过焊孔渗透到顶层焊盘,以增加焊接可靠性。
但是有一个弊端,如果孔过大,波峰焊时在射流锡冲击下部分器件可能上浮,产生一些缺陷。
大电流走线的处理,线宽可按照前帖处理,如宽度不够,一般可采用在走线上镀锡增加厚度进行解决,其方法有好多种<BR>1,将走线设置成焊盘属性,这样在线路板制造时该走线不会被阻焊剂覆盖,热风整平时会被镀上锡。
<BR>2,在布线处放置焊盘,将该焊盘设置成需要走线的形状,要注意把焊盘孔设置为零。
<BR>3,在阻焊层放置线,此方法最灵活,但不是所有线路板生产商都会明白你的意图,需用文字说明。
在阻焊层放置线的部位会不涂阻焊剂<线路镀锡的几种方法如上,要注意的是,如果很宽的的走线全部镀上锡,在焊接以后,会粘接大量焊锡,并且分布很不均匀,影响美观。
一般可采用细长条镀锡宽度在1~1.5mm,长度可根据线路来确定,镀锡部分间隔0.5~1mm<B R>双面线路板为布局、走线提供了很大的选择性,可使布线更趋于合理。
关于接地,功率地与信号地一定要分开,两个地可在滤波电容处汇合,以避免大脉冲电流通过信号地连线而导致出现不稳定的意外因素,信号控制回路尽量采用一点接地法,有一个技巧,尽量把非接地的走线放置在同一布线层,最后在另外一层铺地线。
输出线一般先经过滤波电容处,再到负载,输入线也必须先通过电容,再到变压器,理论依据是让纹波电流都通过旅滤波电容。
<电压反馈取样,为避免大电流通过走线的影响,反馈电压的取样点一定要放在电源输出最末梢,以提高整机负载效应指标走线从一个布线层变到另外一个布线层一般用过孔连通,不宜通过器件管脚焊盘实现,因为在插装器件时有可能破坏这种连接关系,还有在每1A电流通过时,至少应有2个过孔,过孔孔径原则要大于0.5mm,一般0.8mm可确保加工可靠性。
器件散热,在一些小功率电源中,线路板走线也可兼散热功能,其特点是走线尽量宽大,以增加散热面积,并不涂阻焊剂,有条件可均匀放置过孔,增强导热性能。
<BR>今天谈谈铝基板在开关电源中的应用和多层印制板在开关电源电路中的应用。
<BR>铝基板由其本身构造,具有以下特点:导热性能非常优良、单面缚铜、器件只能放置在缚铜面、不能开电器连线孔所以不能按照单面板那样放置跳线。
<BR>铝基板上一般都放置贴片器件,开关管,输出整流管通过基板把热量传导出去,热阻很低,可取得较高可靠性。
变压器采用平面贴片结构,也可通过基板散热,其温升比常规要低,同样规格变压器采用铝基板结构可得到较大的输出功率。
铝基板跳线可以采用搭桥的方式处理。
铝基板电源一般由由两块印制板组成,另外一块板放置控制电路,两块板之间通过物理连接合成一体。
由于铝基板优良的导热性,在小量手工焊接时比较困难,焊料冷却过快,容易出现问题现有一个简单实用的方法,将一个烫衣服的普通电熨斗(最好有调温功能),翻过来,熨烫面向上,固定好,温度调到150℃左右,把铝基板放在熨斗上面,加温一段时间,然后按照常规方法将元件贴上并焊接,熨斗温度以器件易于焊接为宜,太高有可能时器件损坏,甚至铝基板铜皮剥离,温度太低焊接效果不好,要灵活掌握.<BR>最近几年,随着多层线路板在开关电源电路中应用,使得印制线路变压器成为可能,由于多层板,层间距较小,也可以充分利用变压器窗口截面,可在主线路板上再加一到两片由多层板组成的印制线圈达到利用窗口,降低线路电流密度的目的,由于采用印制线圈,减少了人工干预,变压器一致性好,平面结构,漏感低,偶合好。
开启式磁芯,良好的散热条件。
由于其具有诸多的优势,有利于大批量生产,所以得到广泛的应用。
但研制开发初期投入较大,不适合小规模生。
开关电源分为,隔离与非隔离两种形式,在这里主要谈一谈隔离式开关电源的拓扑形式,在下文中,非特别说明,均指隔离电源。