开关电源的PCB设计
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Guan Chun He Feng Zhang Xi Abstract The PCB design of switch power supply has its own characteristic by contrast with the general PCB design. Following the frequency raising of switch mode power supply, the EMI noise pollution was becoming more and more serious than before. The general PCB design steps of the switch power supply and an example were given in this paper. Key words switched-mode power supply PCB EMI
１ 前言
所有开关电源设计的最后一步就是印制电路板 （Ｐ Ｃ Ｂ）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）。ＰＣＢ 设计是开关电源研发过程中极为重要的 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。随着开关电源产 品越来越趋向高速、宽带、高灵敏度、高密集度和小 型化，带来了开关电源 ＰＣＢ 设计的 ＥＭＣ 电磁兼容性 问题。本文给出了开关电源 ＰＣＢ 设计的一般步骤，并 给出实例。
图２ 开关电源ＰＣＢ制作的最佳设计流程
４ 开关电源ＰＣＢ设计中应该注意的问题
开关电源的 ＰＣＢ 设计中应该注意以下一些问题： （１）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 引线都可以成为天线。所以在设计 中所有传送交流信号的引线要尽可能短且宽。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。 （２）必须避免在高频电流返回路径上放置过多过 孔。否则，地层上高频电流走线会遭到破坏。如果必 须在高频电流路径上放置一些过孔的话，过孔之间可 以留出一些空间让高频电流顺利通过。 （３）电源地作为电路的共同电位参考点，在电路 中起着非常重要的作用，因此在设计中对电源地的安 排要十分小心，同时要考虑控制地（连接控制集成电 路和与之相关的无源器件的地）。 （４）为了改善电容的高频特性，多个不同特性的 电容器可以并联起来使用。但是在设计时要尽量将电 容排在环路的两边，让电容从纹波电流源开始呈“放 射性对称布置”。 （５）把 ＰＣＢ 尽可能敷铜，也可把地线和电源线加 粗以填满 ＰＣＢ 的空白区，这样可以改善开关电源的散 热条件。同时，大量的铜可以捕获射频能量，通过涡 流方式消耗掉。
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开关电源的 ＰＣＢ 设计
（重庆邮电学院通信与信息学院 ４０００６５）管 春 何 丰 张 希
２ 开关电源ＰＣＢ设计的一般步骤
开关电源的 ＰＣＢ 设计的一般步骤如图 １ 所示。
３ 开关电源ＰＣＢ制作的最佳设计流程
开关电源布置的最佳方法与它的电气设计类似，
最佳设计流程如图 ２ 所示。 图１ 开关电源的ＰＣＢ设计的一般步骤
Printed Circuit Information 印制电路信息２００６ Ｎｏ．１０
个回路最容易产生电磁干扰，因此必须在电源中其它
述
ＣＡ Ｄ／Ｃ ＡＭ
印制线布线之前先布好这些交流回路，每个回路的三 种主要的元件滤波电容、电源开关或整流器、电感或 变压器应彼此相邻地进行放置，调整元件位置使它们 之间的电流路径尽可能短。
５ 开关电源ＰＣＢ设计实例
按照以上的设计思路设计了一开关电源的 Ｐ Ｃ Ｂ 版如图 ３ 所示。
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（６）电源开关交流回路和整流器的交流回路包含
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高幅梯形电流，这些电流中谐波成分很高，其频率远
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综
大于开关基频，峰值幅度较高，过渡时间较短。这两
摘 要 开关电源的ＰＣＢ设计既具有一般ＰＣＢ设计的共性，又有其特性。随着开关电源开关频率的提高，ＥＭＩ噪声污 染越来越严重。本文给出了开关电源ＰＣＢ设计的一般步骤，并给出实例。
关键词 开关电源 印制电路板 电磁干扰
The PCB Design for Switching Power Supply
图３ 开关电源ＰＣＢ设计实例
６ 结论
本文给出了开关电源 Ｐ Ｃ Ｂ 设计的一般步骤，制 作的最佳设计流程以及设计中应该注意的问题，并给 出实例加以说明。PCI 参考文献 ［１］李建婷，丁志亮，熊蕊．开关电源ＥＭＩ的抑制策略［Ｊ］．通 信电源技术． ２００６，２３（２） ［２］周琛．开关电源ＰＣＢ排版基本要点［Ｊ］． 电源技术应用． ２００５，８（９） ［３］宋鑫欣． 小功率单片开关电源的理论与实验研究［Ｄ］． 北 京：北京工业大学硕士论文，２００４ ［４］周志敏．开关电源实用技术设计与应用［Ｍ］． 北京：人 民邮电出版社，２００３
欢 迎 投 稿
信箱：ma gazi ne@c pca. org. cn
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Printed Circuit Information 印制电路信息２００６ Ｎｏ．１０… … …
１ 前言
所有开关电源设计的最后一步就是印制电路板 （Ｐ Ｃ Ｂ）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）。ＰＣＢ 设计是开关电源研发过程中极为重要的 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。随着开关电源产 品越来越趋向高速、宽带、高灵敏度、高密集度和小 型化，带来了开关电源 ＰＣＢ 设计的 ＥＭＣ 电磁兼容性 问题。本文给出了开关电源 ＰＣＢ 设计的一般步骤，并 给出实例。
图２ 开关电源ＰＣＢ制作的最佳设计流程
４ 开关电源ＰＣＢ设计中应该注意的问题
开关电源的 ＰＣＢ 设计中应该注意以下一些问题： （１）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 引线都可以成为天线。所以在设计 中所有传送交流信号的引线要尽可能短且宽。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。 （２）必须避免在高频电流返回路径上放置过多过 孔。否则，地层上高频电流走线会遭到破坏。如果必 须在高频电流路径上放置一些过孔的话，过孔之间可 以留出一些空间让高频电流顺利通过。 （３）电源地作为电路的共同电位参考点，在电路 中起着非常重要的作用，因此在设计中对电源地的安 排要十分小心，同时要考虑控制地（连接控制集成电 路和与之相关的无源器件的地）。 （４）为了改善电容的高频特性，多个不同特性的 电容器可以并联起来使用。但是在设计时要尽量将电 容排在环路的两边，让电容从纹波电流源开始呈“放 射性对称布置”。 （５）把 ＰＣＢ 尽可能敷铜，也可把地线和电源线加 粗以填满 ＰＣＢ 的空白区，这样可以改善开关电源的散 热条件。同时，大量的铜可以捕获射频能量，通过涡 流方式消耗掉。
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２ 开关电源ＰＣＢ设计的一般步骤
开关电源的 ＰＣＢ 设计的一般步骤如图 １ 所示。
３ 开关电源ＰＣＢ制作的最佳设计流程
开关电源布置的最佳方法与它的电气设计类似，
最佳设计流程如图 ２ 所示。 图１ 开关电源的ＰＣＢ设计的一般步骤
Printed Circuit Information 印制电路信息２００６ Ｎｏ．１０
个回路最容易产生电磁干扰，因此必须在电源中其它
述
ＣＡ Ｄ／Ｃ ＡＭ
印制线布线之前先布好这些交流回路，每个回路的三 种主要的元件滤波电容、电源开关或整流器、电感或 变压器应彼此相邻地进行放置，调整元件位置使它们 之间的电流路径尽可能短。
５ 开关电源ＰＣＢ设计实例
按照以上的设计思路设计了一开关电源的 Ｐ Ｃ Ｂ 版如图 ３ 所示。
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关键词 开关电源 印制电路板 电磁干扰
The PCB Design for Switching Power Supply
图３ 开关电源ＰＣＢ设计实例
６ 结论
本文给出了开关电源 Ｐ Ｃ Ｂ 设计的一般步骤，制 作的最佳设计流程以及设计中应该注意的问题，并给 出实例加以说明。PCI 参考文献 ［１］李建婷，丁志亮，熊蕊．开关电源ＥＭＩ的抑制策略［Ｊ］．通 信电源技术． ２００６，２３（２） ［２］周琛．开关电源ＰＣＢ排版基本要点［Ｊ］． 电源技术应用． ２００５，８（９） ［３］宋鑫欣． 小功率单片开关电源的理论与实验研究［Ｄ］． 北 京：北京工业大学硕士论文，２００４ ［４］周志敏．开关电源实用技术设计与应用［Ｍ］． 北京：人 民邮电出版社，２００３
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