开关电源的电感选择和布局布线
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。
开关电源输出端电感详解
开关电源输出端电感详解开关电源是一种广泛使用的电力转换技术，其输出端的电感是其中一个重要组成部分。
开关电源输出端的电感主要起到滤波、储能和稳定电流的作用，下面将对其进行更详细的介绍。
一、开关电源输出端电感的作用滤波作用：开关电源输出端的电感可以有效地滤波。
当电感靠近开关电源的输出端口时，它可以过滤掉输出信号中的高频噪声，使输出信号更加纯净。
储能作用：开关电源输出端的电感还可以起到储能的作用。
当电流通过电感时，电感会将一部分电能转化为磁能，并将其储存起来。
在需要时，电感可以将储存的磁能再次转化为电能，从而满足电路中负载的需求。
稳定电流作用：开关电源输出端的电感还可以稳定电流。
由于开关电源的输出存在波动性，而电感可以抑制这种波动，从而保持输出电流的稳定性。
二、开关电源输出端电感的工作原理开关电源输出端电感的工作原理主要基于楞次定律，即“感应电流的磁场总是会阻碍引起感应电流的磁通量的变化”。
当电流通过电感时，电感会产生一个自感电动势，这个自感电动势可以阻碍电流的变化，从而起到滤波和稳定电流的作用。
具体而言，当电流增加时，自感电动势会阻碍电流的增加，从而减缓电流的增长速度，使得电流不会突然增大。
当电流减小时，自感电动势会阻碍电流的减小，从而减缓电流的减小速度，使得电流不会突然减小。
这样，电感可以有效地平滑电流波动，从而保持输出电流的稳定性。
此外，电感还可以将电路中的交流电转化为磁能，并将其储存起来。
当负载需要能量时，电感可以将储存的磁能再次转化为电能，以满足负载的需求。
三、开关电源输出端电感的选型在选择开关电源输出端的电感时，需要根据电路的具体要求和负载的特点进行合理选择。
电感容量的选择：电感容量是选择电感的重要因素之一。
如果电容量过小，可能无法满足电路的要求，无法有效滤波和稳定电流；如果电容量过大，可能会导致电路过度反应，甚至产生反向电动势。
因此，需要根据电路的具体要求选择合适的电感容量。
工作电压的选择：根据电路的工作电压选择合适的电感。
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开关电源的电感选择和布局布线开关电源（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]]：图1-1 Buck电路参考模型参考电路模型默认电感的DCR（Direct Constant Resistance）为零。
图1-2 Boost电路参考模型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：图1-3 电感电流波形从图中可以看到，电感的电流波形等价于在直流IDC 上叠加一个IP-P值为ΔI的交流。
浅淡开关电源的布局布线
浅淡开关电源的布局布线
电源稳压器分为：线性稳压器和开关稳压器。
线性稳压器具有承受过载和短路的能力差，效率低，发热大（有时需要散热片）等的缺点。
开关电源的调整管工作在开关状态，功率损耗小，效率高等优点，目前的电子设备大都使用开关电源。
以常见的buck 开关电源为例：在布局布线中要重点考虑下图中的粗线部分。
以下是在开关电源布局布线中需要注意的地方：
1：优先放置钳位二极管和输入电容。
如果空间有限的话，优先放置Cbypass,Cin可以放的远些。
钳位二极管和输入电容与调整器放在同一面。
2：反馈线要从输出端电容处接过来，电阻分压器要放在调整器端。
走线尽量短，避开噪声源，如电感和二极管。
3：确认好以上关键元件后，其余按照电路原理图布局，尽量缩短元件间的连线。
减小输入输出环路。
滤波电容按照先大后小的原则摆
放。
4：模拟地通过单点连接。
5：电源输入端和输出端，根据电流的大小，可通过eda365上的工具算出线宽和过孔数量，以符合电流和散热的需求。
至少要2个过孔以减少寄生电感。
6：SW与稳压二极管之间有高频电流，为了减少寄生电感，走线要短和宽。
优先考虑短。
7：如热量较大，需加散热过孔。
一般都会有散热盘，采用小孔径的过孔，1-1.2mm的间距。
8：电源的位置一般靠近接口放置，对于输出电压较小电流较大的电源需靠近负载。
实例：。
开关电源设计中电感的选择
开关电源设计中电感的选择
深化剖析
――DC/DC 中电感的挑选
惟独充分理解电感在DC/DC电路中发挥的作用，才干更优的设计DC/DC 电路。
本文还包括对同步DC/DC及异步DC/DC概念的说明。
在的设计中电感的设计为工程师带来的许多的挑战。
工程师不仅要挑选电感值，还要考虑电感可承受的电流，绕线，机械尺寸等等。
本文专注于说明：电感上的DC电流效应。
这也会为挑选合适的电感提供须要的信息。
理解电感的功能
电感经常被理解为开关电源输出端中的LC滤波电路中的L（C是其中的输出）。
虽然这样理解是正确的，但是为了理解电感的设计就必需更深化的了解电感的行为。
在降压转换中，电感的一端是衔接到DC输出。
另一端通过开关频率切换衔接到输入电压或GND。
在状态1过程中，电感会通过（高边“high-side”）衔接到输入电压。
在状态2过程中，电感衔接到GND。
因为用法了这类的控制器，可以采纳两种方式实现电感接地：通过接地或通过（低边“low-side”）MOSFET接地。
假如是后一种方式，转换器就称为“同步（synchronus）”方式。
现在再考虑一下在这两个状态下流过电感的电流是假如变幻的。
在状态1过程中，电感的一端衔接到输入电压，另一端衔接到输出电压。
对于一个降压转换器，输入电压必需比输出电压高，因此会在电感上形成正向压降。
相反，在状态2过程中，本来衔接到输入电压的电感一端被衔接到地。
对于一个降压转换器，输出电压必定为正端，因此会在电感上形成负向的压降。
我们利用电感上电压计算公式：
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开关电源布线规则
开关电源布线规则开关电源发展至今，外围电路已经相当简洁，特别是DC-DC电源系统，通常仅由芯片、电感、肖特基、电容、电阻等几个器件构成，呈现出一副简单易用的样子。
但是很多工程师在实际应用时或多或少吃过亏，明明按照原厂提供的电路去制作产品，却会出现各种各样的问题，如系统不能正常带载大电流、电感有噪声、输出电压不稳或波纹过大、产品已经量产但在运行一段时间后出现不良。
通常情况下，以上不良现象均是由于前期在绘制PCB板时，没有按照开关电源布线规则来执行造成。
当设计产品时，风险最低且最优的办法是直接将DEMO板上的电路走线直接拷贝到自己的产品中，但现实操作中由于种种原因这种做法不可行，需要工程师重新摆放元器件位置，重新进行布线。
简单介绍开关电源布线步骤。
1、输入端电容与肖特基摆放对于开关电源来说，输入端通常采用电解电容与陶瓷电容组合使用（主要是经济实惠），电容具有储能与滤波作用，电解电容给芯片提供瞬态电流，确保输入端电压不出现较大波动，陶瓷电容用来滤除输入端高频毛刺电压，给芯片内部逻辑电路提供纯净电源。
因此在布局过程中，摆放好IC的位置后，就应该确定陶瓷电容的位置，使陶瓷电容靠近芯片的VIN与GND引脚；并且注意避免通过过孔进行连接，因为过孔会产生寄生电感，严重影响陶瓷电容滤波效果。
对于降压电源来说，输入端电流为不连续电流，根据公式V=L*didt可知，变化的电流会在寄生电感上产生毛刺电压，若处理不好，此毛刺电压会影响系统稳定性，并导致IC失效。
在使用条件不变的情况下，di/dt基本不会变化，只好通过降低开关电流回路上的寄生电感来降低此毛刺电压。
要降低寄生电感，就要降低电流回路长度，缩短开关电流回路长度的方法是，将输入端电解电容靠近芯片的VIN和肖特基的阳极，芯片的SW 引脚靠近肖特基的阴极，如“图2”所示。
这样最大限度的降低其寄生电感，减少毛刺电压，提高系统稳定性，并可以降低辐射EMI。
图2.缩短开关电流回路2、电感与输出电容的摆放为减少系统回路上噪声和电磁辐射，不仅要减少开关电流回路长度，还要缩短大电流回路，并且大电流走线要采用敷铜处理，敷铜不要有锐角，尽量少打弯，尽量不换层，若走线必须得换层处理，需要适当增加过孔数量，这样可以减少过孔带来的寄生电感。
开关电源的PCB布线设计要点
开关电源的PCB布线设计要点1. 引言开关电源是广泛应用于各种电子设备中的一种电源类型，通过开关器件的开关操作实现输入电压到输出电压的变换。
在开关电源的设计过程中，PCB布线的合理设计非常重要，它直接影响着开关电源的性能和可靠性。
本文将介绍开关电源的PCB布线设计要点，帮助设计工程师充分了解开关电源布线设计的关键问题和技巧。
2. PCB布线设计概述PCB布线设计是指将电路连接到PCB上的过程。
开关电源的PCB 布线设计需要考虑以下几个方面：•信号完整性：保证信号传输的稳定性和准确性；•电磁兼容性：减少电磁干扰和提高抗干扰能力；•散热性能：确保开关电源的散热效果良好；•电流回流：合理安排电流回流路径，避免电流集中引起压降过大；•电源分布：优化电源分布，确保各部分电源供应稳定。
下面将从这几个方面详细说明开关电源的PCB布线设计要点。
3. 信号完整性在开关电源的PCB布线设计中，要注意以下几个方面以保证信号完整性：3.1 传输线长度和走向对于高速信号线，应尽量缩短传输线的长度，减少信号的传输延迟和功率损耗。
此外，还需要注意布线时信号线的走向，尽量避免信号线与干扰源的相交和平行布线。
3.2 地线和电源线布局合理布置地线和电源线可以有效降低地回路的电流噪声和电源噪声。
地线和电源线尽量平行布置，并使用大面积的跳线或地线分布可减少回流电流的影响。
3.3 地孔和绕线对于高频信号，应在信号线的连接位置加入地孔，以提高信号的接地效果。
对于较长的信号线，可采用绕线的方式来缩短信号路径，减小信号传输时延。
4. 电磁兼容性开关电源的PCB布线设计要考虑电磁兼容性，以减少电磁辐射和提高抗干扰能力。
4.1 地平面和分割在PCB布线设计中，应尽量保持完整的地平面，减少地回路的面积。
若需要隔离地面，可采用分割地面的方式，以提高电磁屏蔽的效果。
4.2 信号线走向和布线为降低电磁辐射和提高抗干扰能力，信号线尽量与干扰源的走向垂直布线。
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。
开关电源PCB布局指南
开关电源PCB布局指南开关电源是一种常见的电源供应器件，可将输入电压转换为所需的输出电压，广泛应用于各种电子设备中。
为了确保开关电源的正常运行和安全性，合理的PCB布局设计是非常重要的。
下面是一些开关电源PCB布局的指南。
1.分离高频和低频部分开关电源由高频和低频电路组成，应将它们分离开来以避免互相干扰。
将高频部分放在一块区域，并采取适当的隔离措施，例如增加地平面间距和降噪电容。
2.确保良好的地面平面地面平面是开关电源PCB布局的关键之一、地面平面应尽可能大，并尽量避免断裂和断层，以提供稳定的地面引用。
在地面平面上加入一些分隔岛来隔离高频和低频部分。
3.确保短而粗的电流路径为了减少损耗和EMI干扰，应尽量缩短电流路径。
合理优化布局，使输入和输出的电流路径尽量短。
同时，应采用足够宽的供电和接地线，以降低电阻和电感。
4.高频组件的布局高频组件包括开关管、变压器和滤波电容器等。
这些组件之间应尽量缩短距离，以降低电感和串扰。
变压器应放置在开关管附近，并与开关管垂直放置，以减少磁耦合和电感。
5.散热片和散热孔的布局开关电源的工作过程中会产生较大的热量，因此必须确保良好的散热能力。
散热片应尽量与功率器件接触紧密，并通过散热孔将热量导出。
散热片和散热孔的布局要合理，以确保均匀散热和良好的风流。
6.调试界面和滤波器为了便于调试和测量，应在PCB上设置相应的调试接口。
此外，为了减少EMI干扰，应在输入和输出端口附近添加合适的滤波器，以滤除高频噪声。
7.引脚位置和距离组件的引脚位置和距离对于开关电源的性能和可靠性至关重要。
引脚之间应尽量保持足够的距离，以避免串扰和短路。
同时，引脚的布局也应考虑到易于焊接和布线的因素。
8.信号和功率的分离为了避免信号和功率互相干扰，应尽量将它们分离开来。
信号线和电源线应尽量平行布置，但不要交叉或靠得太近。
此外，还可以在它们之间添加隔离层或屏蔽层，并使用差分传输线来减少干扰。
以上是关于开关电源PCB布局的一些指南。
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。
开关电源适配器的PCB布局布线要求
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。
电源共模电感布线要求
电源共模电感布线要求
1. 路线布置，电源共模电感应尽量靠近电源端和负载端，以最
大限度地减少共模干扰的影响。
同时，应尽量避免与高频干扰源的
布线路径重叠，以减少外部干扰对电源共模电感的影响。
2. 地线布置，在布线时需要注意良好的接地设计，尽量减小接
地回路的环路面积，减少接地回路对共模电感的影响。
同时，要避
免共模电感与其他传输线路或信号线路共用接地线，以减少共模干
扰的传播。
3. 屏蔽和隔离，在布线设计中，可以考虑采用屏蔽电缆或屏蔽
罩等措施，对电源共模电感进行屏蔽和隔离，减少外部干扰的影响。
4. 线路长度和走向，尽量减小电源共模电感的线路长度，以减
少线路的电感和电阻对共模抑制的影响。
同时，要避免电源共模电
感与高频信号线路平行布线，以减少串扰。
总之，电源共模电感布线要求主要是为了减少共模干扰的影响，提高系统的抗干扰能力。
在实际布线设计中，需要综合考虑电路的
特性和外部环境的影响，采取合适的措施来保证电源共模电感的有效工作。
开关电源供应器的最佳布线方式
开关电源供应器的最佳布线方式设计高频开关稳压电源供应器时，线路布局是相当重要的一环。
好的线路布局可以解决许多电源供应器的问题；设计不够周到的线路布局会产生各式各样的问题。
这种问题尤其容易在高电流操作的环境下产生，而当输入/输出电压之间出现较大差异时，这些问题会变得更明显。
经常出现的问题包括：高输出电流及/或较大的输入/输出电压差操作时出现电压不稳现象、输出及开关波形出现过多噪音以及操作不稳定等现象。
以下将针对布线提供几个简单的建议，以便将这些问题出现的可能性减到最低。
电感器尽量采用内含闭环式铁氧磁芯的低电磁干扰电感器，例如环形线圈及 E 磁芯电感器。
当这些电感器只产生极微量的电磁干扰，而且置于离低功率线迹(trace) 及元件较远的位置时，则可改用开放式磁芯。
采用开放式磁芯时，南北磁极最好与印刷电路板垂直。
长条型磁芯通常会产生令人烦厌的噪音。
反馈电路布线时要让反馈线迹尽量远离电感器以及会产生大量噪音的供电线迹。
应尽量为反馈线迹选择直接的路线，而且线迹直径应尽量加大。
若二者不可兼得，便要作出某一程度的取舍，但无论如何线迹应尽量远离电感器及其他噪音源，以免受到电磁或噪音干扰，线迹厚度的重要性反而较为次要。
反馈线迹最好设于印刷电路板没有装设电感器的一面，并以地线层将两者分开。
滤波电容器采用低电容陶瓷输出滤波电容器时，应尽量将电容器置于最接近电源供应芯片输入电压 (VIN) 管脚的位置。
这样可以尽量抑制来自线迹的电感效应，为电源供应芯片的内部干线提供较少噪音干扰的电源供应。
基于稳定性的理由，部分系统设计有时需要采用将输出端与反馈管脚连接一起的前馈电容器。
即使在这个情况下，前馈电容器也应尽量置于最接近电源供应芯片的位置。
采用表面贴装的电容器有助缩短引线的长度，以及减少通孔安装元件通过天线效应所产生的噪音耦合。
补偿电路若为确保系统稳定性而需要采用外部补偿元件，则必须将这些元件置于电源供应芯片附近。
外部补偿电路也应采用表面贴装元件，理由与滤波电容器一节所讨论的相同。
开关电源PCB布线总结
开关电源PCB设计1、电源开关回路：印制线要宽、短、直、环路小。
与别的印制线间隔要打，因为有一个寄生电感和寄生电容的问题干扰附近的连线。
2、输出整流回路：印制线要宽、短、直、环路小。
变压器电源输出脚到滤波电容到滤波电感到滤波电容回到变压器地脚的环路要小。
3、输出反馈回路：线路尽量短，附近的干扰要小，取样电压点尽量靠近芯片脚。
4、芯片供电回路:注意电压的稳定性。
首先要考虑PCB尺寸大小。
PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小则散热不好，且邻近线条易受干扰。
电路板的最佳形状矩形，长宽比为3：2或4：3，位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。
放置器件时要考虑以后的焊接，不要太密集。
以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。
元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接, 去耦电容尽量靠近器件的VCC，电容地易于回到电源地。
尽可能地减小环路面积,以抑制开关电源的辐射干扰应将所有通过交流电流的印制线设计得尽可能短而宽，开关电源中包含有高频信号，PCB上任何印制线都可以起到天线的作用，且印制线的长度和宽度会影响其阻抗和感抗，从而影响频率响应。
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(甚至再次辐射出干扰信号)。
印制线的长度与其表现出的电感量和阻抗成正比，而宽度则与印制线的电感量和阻抗成反比。
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，尽量加粗电源线宽度，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，即电源线与地线耦合在一起。
接地是开关电源四个电流回路的底层支路，作为电路的公共参考点起着很重要的作用，它是控制干扰的重要方法。
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电源工作不稳定。
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
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。
电源设计器件布局和布线要点
电源设计器件布局和布线要点在电源设计中，精心的布局和布线对于能否实现出色设计至关重要，要为尺寸、精度、效率留出足够空间，以避免在生产中出现问题。
我们可以利用多年的测试经验，以及布局工程师具备的专业知识，最终完成电路板生产。
精心的设计的效率设计从图纸上看起来可能毫无问题（也就是说，从原理图角度），甚至在模拟期间也没有任何问题，但真正的测试其实是在布局、PCB 制造，以及通过载入电路实施原型制作应力测试之后。
这部分使用真实的设计示例，介绍一些技巧来帮助避开陷阱。
我们将介绍几个重要概念，以帮助避开设计缺陷和其他陷阱，以免未来需要重新设计和/或重新制作PCB。
图1显示在没有进行细致测试和余量分析的情况下，在设计进入生产之后会如何造成成本急速上涨。
图1. 生产的电路板出现问题时，成本可能急速上涨。
功率预算您需要注意在正常情况下按预期运行，但在全速模式或不稳定数据开始出现时（已排除噪声和干扰之后）不能按预期运行的系统。
退出级联阶段时，要避免限流情况。
图2所示为一个典型的级联应用：(A) 显示由产生3.3 V电源，电流最大500 mA的ADP5304 降压稳压器(PSU1)构成的设计。
为了提高效率，设计人员应分接3.3 V 电轨，而不是5 V输入电源。
3.3 V输出被进一步切断，以为PSU2 (LT1965)供电，这款LDO稳压器用于进一步将电压降低至2.5 V，且按照板载2.5 V电路和IC的要求，将最大输出电流限制在1.1 A。
这种系统存在一些很典型的隐藏问题。
它在正常情况下能够正常运行。
但是，当系统初始化并开始全速运行时——例如，当微处理器和/或ADC开始高速采样时——问题就出现了。
由于没有稳压器能在输出端生成高于输入端的电压，在图2a中，用于为合并电路VOUT1 和VOUT2 供电的 VOUT1 最大功率(P=V×I) 为1.65 W，得出此数值的前提是效率为100%，但是因为供电过程中会出现损耗，所以实际功率要低于该数值。
开关电源设计电容和电感的选取标准
开关电源设计电容和电感的选取标准下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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开关电源的电感选择和布局布线开关电源（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]：图1-1 Buck电路参考模型参考电路模型默认电感的DCR（Direct Constant Resistance）为零。
图1-2Boost 电路参考模型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：图1-3电感电流波形从图中可以看到，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。
因而，I DC 成为输出电流I O ，主要消耗在负载上；交流ΔI 则消耗在负载电容的ESR （Equation Serial Resistance ）上，成为输出纹波V ripple 。
所以，)21(Cf R I V SW ESR ripple ripple π+=（1）下面以Buck 型开关电源为例推导占空比、电感值和效率公式。
在一个连续模式的周期内，开关管闭合，对电感进行充电，根据基尔霍夫定律有：o SW i V dtdi LV V ++=dt 近似为：D/f (D: 一个振荡周期T 内开关管ON/OFF 的状态的比例关系，T=1/f, dt=D*T=D/f); D:占空比是高电平所占周期时间与整个周期时间的比值)展开： o SWSW i V f D I LV V +∆+=/------------（2）其中：i V 为输入电压，SW V 为开关管电压，o V 为输出电压，SW f 为开关频率，D 为占空比。
在一个连续模式的周期内，开关管打开，电感放电，根据基尔霍夫定律有：D o V V dtdi L += (其中，D V 为续流二极管压降)展开：D o SWV V f D I L+=-∆/)1(-------------（3）开关管ON+开关管OFF=1（2），（3）联立，解得：SWD i D o V V V V V D -++=（4）If V V V V V V V V L SW SW D i D o o SW i ∆-++--=)())((（5） ---- L ∞1/△I定义ratedo I I r _∆= （6）r 也叫电流纹波比，是纹波电流与额定输出电流之比。
对于一个给定Buck 型开关电源，此值一般为常量。
从（5）式可以得到：电感值越大，I ∆就越小，因此r 就越小。
但这往往导致需要一个很大的电感才能办到，所以绝大部分的Buck 型开关电源选择r 值在0.25~0.5之间。
将（6）代入（5）式，得到：ratedo SW SW D i D o o SW i rIf V V V V V V V V L _min )())((-++--=（7）在一个周期内，)()(D o i SW o i o oi o o ii o o V V V V V V V DIV I V I V I V +-+===η （8）至此，我们推导出了Buck 型开关电源的D 、L 、min L 和η。
需要提醒的是以上所有公式都建立在参考电路模型的基础上，忽略了电感的DCR 。
从（4）式可以看到，占空比只与i V 、o V 、SW V 和D V 相关，可以很容易搭建电路计算出D ，这也是开关电源控制器的核心电路之一，但对开关电源的应用者来说，我们可以不关心。
从（8）式可以看出，开关电源的效率η也只与i V 、o V 、SW V 和D V 相关。
事实上SW V 和D V 是开关频率SW f 的函数，所以η也是SW f 的函数，但并不能保证SW f 越高，η就越高。
而对于一个给定的Buck 型开关电源，其SW f 是确定的，所以η也就是定值，尤其在忽略SW V 和D V 后，η值为1。
很明显这与实际情况不符，根本原因就在于“参考模型假定储能电感为理想电感”。
把（5）式代入（1）式，可以得到：Lf V V V Cf R V V V V V V SW SW D i SW ESR D o o SW i ripple )()21)()((-+++--=π （9）所以，可以通过选用大电感，低ESR 大容量输出电容的方法减小输出纹波电压。
同理，可以推导出了Boost 型开关电源的D 、L 、min L ，η如下所示：SWD o i D o V V V V V V D -+-+=（10）If V V V V V V V V L SW SW D o I D o SW i ∆-+-+-=)())(( （11）ratedo SW SW D o I D o SW i rI f V V V V V V V V L _min )())((-+-+-=（12）)()(SW D o i SW i o V V V V V V V -+-=η （13）二 电感最小值选取公式（7）、（12）分别给出了通用的Buck 和Boost 型开关电源的电感最小值选取公式。
对像手机、PMP 、数据卡这类的消费类电子用到的低功率开关电源，SW V 和D V 都在0.1V~0.3V 之间，因此可对公式（7）、（12）进行简化，得到：ratedo SW io o rIf VV V L _min )1(-=， Buck 型SMPSratedo SW oi i rIf VV V L _min )1(-=， Boost 型SMPS以PM6658的Buck 电源MSMC 为例，i V 为3.8V ，o V 为1.2V ，r 为0.3，SW f 为1.6MHz ，rated o I _为500mA 则min L 为3.08uH 。
若选用的电感容差为20%，则1.25*min L =3.85uH 。
据计算值最近的标准电感值为4.7uH ，所以PM6658 spec 推荐的最小电感值就是4.7uH 。
三 电感参数选取除了上面讲的感值和容差（Tolerance ）外，电感还有以下重要参数：自激频率（Self-resonant frequency ，o f ），DCR ，饱和电流（Saturation current ，SAT I ）和均方根电流（RMS current ，RMS I ）。
尽管参数很多，但准则只有一条：尽量保证SW f 下电感的阻抗最小，让实际电路和理想模型吻合，降低电感的功耗和热量，提高电源的效率。
3.1 自激频率o f理想模式的电感，其阻抗与频率呈线性关系，会随频率升高而增大。
实际电感模型如图3-1-1所示，由电感L 串联DCR R 和寄生电容C 并联而成，存在自激频率o f 。
频率小于o f 时呈感性，大于o f 时呈容性，在o f 处阻抗最大。
C图3-1-1 实际电感模型经验值：电感的自激频率o f 最好选择大于10倍开关频率SW f 。
3.2 直流电阻DCR R电感的直流电阻DCR R 自身会消耗一部分功率，使开关电源的效率下降，更要命的是这种消耗会通过电感升温的方式进行，这样又会降低电感的感值，增大纹波电流和纹波电压，所以对开关电源来讲，应根据芯片数据手册提供的DCR 典型值或最大值的基础上，尽可能选择DCR 小的电感。
3.3 饱和电流SAT I 和均方根电流RMS I （电感烧毁问题）电感的饱和电流SAT I 指其感值下降了标称值的10%~30%所能通过的最大电流。
如图3-3-2所示，4.7uH 电感下降为3.3uH 时的电流约为900mA ，因此其SAT I （30%）是900mA 。
图3-3-2 直流 vs 电感值电感的均方根电流RMS I 指电感温度由室温25℃上升至65℃时能通过的均方根电流。
SAT I 和RMS I 的大小取决于电感磁饱和与温度上升至65℃的先后顺序。
当标称输出电流大于SAT I 时，电感饱和，感值下降，纹波电流、纹波电压增大，效率降低。
因此，电感的SAT I 和RMS I 中的最小值应高于开关电源额定输出电流的1.3以上。
四 电感类型选取在明确了最小电感值的计算和电感参数的选取后，有必要对市面上一些流行的电感类型做比较分析，下面会围绕：大电感和小电感、绕线电感和叠层电感、磁屏蔽电感和非屏蔽电感进行对比说明。
4.1 同尺寸下的大电感和小电感这里“同尺寸”指电感的物理形状大致相同，“大小”指标称容量不同。
一般小容量的电感具有如下优势：● 较低的DCR ，因此在重载时会有更高的效率和较少的发热； ● 更大的饱和电流； ● 更快的负载瞬态响应速度；而大容量的电感具有较低的纹波电流和纹波电压，较低的AC 和传导损失，在轻载时有 较高的效率。
图4-1-1所示是Taiyo Yuden 三种 2518封装不同容量大小的电感负载电流跟效率的关系曲线。
图4-1-1 效率 vs. 负载电流4.2 绕线电感和叠层电感相比于绕线电感，叠层电感具有如下优势：● 较小的物理尺寸，占用较少的PCB 面积和高度空间；● 较低的DCR ，在重载时有更高的效率； ● 较低的AC 损失，在轻载时有更高的效率；但是，叠层电感的SAT I 也较小，因此其在重载时会有较大的纹波电流，导致输出的纹 波电压也相应增大。
图4-2-1所示是Taiyo Yuden 的两种绕线电感与三星的两种叠层电感负载电流和效率的关系曲线。