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1、开关电源源的PCCB设计计规范在任何开开关电源源设计中中,PCCB板的的物理设设计都是是最后一一个环节节,如果果设计方方法不当当,PCCB可能能会辐射射过多的的电磁干干扰,造造成电源源工作不不稳定,以以下针对对各个步步骤中所所需注意意的事项项进行分分析: 一、从从原理图图到PCCB的设设计流程程 建立立元件参参数输入原原理网表表-设设计参数数设置-手工工布局-手工工布线-验证证设计复查查-CCAM输输出。 二、参数数设置相相邻导线线间距必必须能满满足电气气安全要要求,而而且为了了便于操操作和生生产,间间距也应应尽量宽宽些。最最小间距距至少要要能适合合承受的的电压,在在布线密密度较低低时,信信号
2、线的的间距可可适当地地加大,对对高、低低电平悬悬殊的信信号线应应尽可能能地短且且加大间间距,一一般情况况下将走走线间距距设为88mill。焊盘内孔孔边缘到到印制板板边的距距离要大大于1mmm,这这样可以以避免加加工时导导致焊盘盘缺损。当当与焊盘盘连接的的走线较较细时,要要将焊盘盘与走线线之间的的连接设设计成水水滴状,这这样的好好处是焊焊盘不容容易起皮皮,而是是走线与与焊盘不不易断开开。三、元器器件布局局实践证证明,即即使电路路原理图图设计正正确,印印制电路路板设计计不当,也也会对电电子设备备的可靠靠性产生生不利影影响。例例如,如如果印制制板两条条细平行行线靠得得很近,则则会形成成信号波波形的延
3、延迟,在在传输线线的终端端形成反反射噪声声;由于于电源、地地线的考考虑不周周到而引引起的干干扰,会会使产品品的性能能下降,因因此,在在设计印印制电路路板的时时候,应应注意采采用正确确的方法法。每一一个开关关电源都都有四个个电流回回路: (1). 电电源开关关交流回回路(2). 输出出整流交交流回路路(3). 输入入信号源源电流回回路(4). 输出出负载电电流回路路输入回回路通过过一个近近似直流流的电流流对输入入电容充充电,滤滤波电容容主要起起到一个个宽带储储能作用用;类似似地,输输出滤波波电容也也用来储储存来自自输出整整流器的的高频能能量,同同时消除除输出负负载回路路的直流流能量。所所以,输输
4、入和输输出滤波波电容的的接线端端十分重重要,输输入及输输出电流流回路应应分别只只从滤波波电容的的接线端端连接到到电源;如果在在输入/输出回回路和电电源开关关/整流流回路之之间的连连接无法法与电容容的接线线端直接接相连,交交流能量量将由输输入或输输出滤波波电容并并辐射到到环境中中去。电电源开关关交流回回路和整整流器的的交流回回路包含含高幅梯梯形电流流,这些些电流中中谐波成成分很高高,其频频率远大大于开关关基频,峰峰值幅度度可高达达持续输输入/输输出直流流电流幅幅度的55倍,过过渡时间间通常约约为500ns。这这两个回回路最容容易产生生电磁干干扰,因因此必须须在电源源中其它它印制线线布线之之前先布
5、布好这些些交流回回路,每每个回路路的三种种主要的的元件滤滤波电容容、电源源开关或或整流器器、电感感或变压压器应彼彼此相邻邻地进行行放置,调调整元件件位置使使它们之之间的电电流路径径尽可能能短。建建立开关关电源布布局的最最好方法法与其电电气设计计相似,最最佳设计计流程如如下: 放置置变压器器 设计计电源开开关电流流回路 设计计输出整整流器电电流回路路 连接接到交流流电源电电路的控控制电路路 设计计输入电电流源回回路和输输入滤波波器 设设计输出出负载回回路和输输出滤波波器根据据电路的的功能单单元,对对电路的的全部元元器件进进行布局局时,要要符合以以下原则则:(1) 首先要要考虑PPCB尺尺寸大小小
6、。PCCB尺寸寸过大时时,印制制线条长长,阻抗抗增加,抗抗噪声能能力下降降,成本本也增加加;过小小则散热热不好,且且邻近线线条易受受干扰。电电路板的的最佳形形状矩形形,长宽宽比为33:2或或4:33,位于于电路板板边缘的的元器件件,离电电路板边边缘一般般不小于于2mmm。(2) 放置器器件时要要考虑以以后的焊焊接,不不要太密密集.(3) 以每个个功能电电路的核核心元件件为中心心,围绕绕它来进进行布局局。元器器件应均均匀、 整齐、紧紧凑地排排列在PPCB上上,尽量量减少和和缩短各各元器件件之间的的引线和和连接, 去耦耦电容尽尽量靠近近器件的的VCCC。(4) 在高频频下工作作的电路路,要考考虑元
7、器器件之间间的分布布参数。一一般电路路应尽可可能使元元器件平平行排列列。这样样,不但但美观,而而且装焊焊容易,易易于批量量生产。(5) 按照电电路的流流程安排排各个功功能电路路单元的的位置,使使布局便便于信号号流通,并并使信号号尽可能能保持一一致的方方向。(6) 布局的的首要原原则是保保证布线线的布通通率,移移动器件件时注意意飞线的的连接,把把有连线线关系的的器件放放在一起起。(7) 尽可能能地减小小环路面面积,以以抑制开开关电源源的辐射射干扰。四、布线线开关电电源中包包含有高高频信号号,PCCB上任任何印制制线都可可以起到到天线的的作用,印印制线的的长度和和宽度会会影响其其阻抗和和感抗,从从
8、而影响响频率响响应。即即使是通通过直流流信号的的印制线线也会从从邻近的的印制线线耦合到到射频信信号并造造成电路路问题(甚至再再次辐射射出干扰扰信号)。因此此应将所所有通过过交流电电流的印印制线设设计得尽尽可能短短而宽,这这意味着着必须将将所有连连接到印印制线和和连接到到其他电电源线的的元器件件放置得得很近。印印制线的的长度与与其表现现出的电电感量和和阻抗成成正比,而而宽度则则与印制制线的电电感量和和阻抗成成反比。长长度反映映出印制制线响应应的波长长,长度度越长,印印制线能能发送和和接收电电磁波的的频率越越低,它它就能辐辐射出更更多的射射频能量量。根据据印制线线路板电电流的大大小,尽尽量加租租电
9、源线线宽度,减减少环路路电阻。 同时、使使电源线线、地线线的走向向和电流流的方向向一致,这这样有助助于增强强抗噪声声能力。接接地是开开关电源源四个电电流回路路的底层层支路,作作为电路路的公共共参考点点起着很很重要的的作用,它它是控制制干扰的的重要方方法。因因此,在在布局中中应仔细细考虑接接地线的的放置,将将各种接接地混合合会造成成电源工工作不稳稳定。在在地线设设计中应应注意以以下几点点:1. 正正确选择择单点接接地通常常,滤波波电容公公共端应应是其它它的接地地点耦合合到大电电流的交交流地的的唯一连连接点,同同一级电电路的接接地点应应尽量靠靠近,并并且本级级电路的的电源滤滤波电容容也应接接在该级
10、级接地点点上,主主要是考考虑电路路各部分分回流到到地的电电流是变变化的,因因实际流流过的线线路的阻阻抗会导导致电路路各部分分地电位位的变化化而引入入干扰。在在本开关关电源中中,它的的布线和和器件间间的电感感影响较较小,而而接地电电路形成成的环流流对干扰扰影响较较大,因因而采用用一点接接地,即即将电源源开关电电流回路路 (中中的几个个器件的的地线都都连到接接地脚上上,输出出整流器器电流回回路的几几个器件件的地线线也同样样接到相相应的滤滤波电容容的接地地脚上,这这样电源源工作较较稳定,不不易自激激。做不不到单点点时,在在共地处处接两二二极管或或一小电电阻,其其实接在在比较集集中的一一块铜箔箔处就可
11、可以。2. 尽尽量加粗粗接地线线 若接接地线很很细,接接地电位位则随电电流的变变化而变变化,致致使电子子设备的的定时信信号电平平不稳,抗抗噪声性性能变坏坏,因此此要确保保每一个个大电流流的接地地端采用用尽量短短而宽的的印制线线,尽量量加宽电电源、地地线宽度度,最好好是地线线比电源源线宽,它它们的关关系是:地线电源线线信号号线,如如有可能能,接地地线的宽宽度应大大于3mmm,也也可用大大面积铜铜层作地地线用,在印制制板上把把没被用用上的地地方都与与地相连连接作为为地线用用。进行行全局布布线的时时候,还还须遵循循以下原原则:(1).布线方方向:从从焊接面面看,元元件的排排列方位位尽可能能保持与与原
12、理图图相一致致,布线线方向最最好与电电路图走走线方向向相一致致,因生生产过程程中通常常需要在在焊接面面进行各各种参数数的检测测,故这这样做便便于生产产中的检检查,调调试及检检修(注注:指在在满足电电路性能能及整机机安装与与面板布布局要求求的前提提下)。 (2).设计计布线图图时走线线尽量少少拐弯,印印刷弧上上的线宽宽不要突突变,导导线拐角角应990度,力求线线条简单单明了。(3).印刷电电路中不不允许有有交叉电电路,对对于可能能交叉的的线条,可可以用“钻钻”、“绕绕”两种种办法解解决。即即让某引引线从别别的电阻阻、电容容、三极极管脚下下的空隙隙处“钻钻”过去去,或从从可能交交叉的某某条引线线的
13、一端端“绕”过过去,在在特殊情情况下如如何电路路很复杂杂,为简简化设计计也允许许用导线线跨接,解解决交叉叉电路问问题。因因采用单单面板,直直插元件件位于ttop面面,表贴贴器件位位于boottoom面,所所以在布布局的时时候直插插器件可可与表贴贴器件交交叠,但但要避免免焊盘重重叠。 3输输入地与与输出地地本开关关电源中中为低压压的DCCDCC,欲将将输出电电压反馈馈回变压压器的初初级,两两边的电电路应有有共同的的参考地地,所以以在对两两边的地地线分别别铺铜之之后,还还要连接接在一起起,形成成共同的的地。五、检查查 布线线设计完完成后,需需认真检检查布线线设计是是否符合合设计者者所制定定的规则则
14、,同时时也需确确认所制制定的规规则是否否符合印印制板生生产工艺艺的需求求,一般般检查线线与线、线线与元件件焊盘、线线与贯通通孔、元元件焊盘盘与贯通通孔、贯贯通孔与与贯通孔孔之间的的距离是是否合理理,是否否满足生生产要求求。 电电源线和和地线的的宽度是是否合适适,在PPCB中中是否还还有能让让地线加加宽的地地方。注注意: 有些错错误可以以忽略,例例如有些些接插件件的Ouutliine的的一部分分放在了了板框外外,检查查间距时时会出错错;另外外每次修修改过走走线和过过孔之后后,都要要重新覆覆铜一次次。六、复查查根据“PPCB检检查表”,内内容包括括设计规规则,层层定义、线线宽、间间距、焊焊盘、过过
15、孔设置置,还要要重点复复查器件件布局的的合理性性,电源源、地线线网络的的走线,高高速时钟钟网络的的走线与与屏蔽,去去耦电容容的摆放放和连接接等。七、设计计输出 输出光光绘文件件的注意意事项:a. 需需要输出出的层有有布线层层(底层层) 、丝丝印层(包包括顶层层丝印、底底层丝印印)、阻阻焊层(底底层阻焊焊)、钻钻孔层(底底层),另另外还要要生成钻钻孔文件件(NCC Drrilll)b. 设设置丝印印层的LLayeer时,不不要选择择Parrt TTypee,选择择顶层(底底层)和和丝印层层的Ouutliine、TTextt、Liinecc. 在在设置每每层的LLayeer时,将将Boaard Outtlinne选上上,设置置丝印层层的Laayerr时,不不要选择择Parrt TTypee,选择择顶层(底底层)和和丝印层层的Ouutliine、TTextt、Liine。dd. 生生成钻孔孔文件时时,使用用PowwerPPCB的的缺省设设置,不不要作任任何改。