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电源模块PCB板的一些设计技巧

2018-01-18

      PCB板(印刷电路板)是由绝缘基材和导体组成,在设备中连接集成电路、电阻、电容等电子元件,使它们发挥各自的作用。按结构分为刚性板、挠性板、刚挠结合板,按层数分为单面板、双面板、多层板,应用于消费电子、航空、汽车、通讯、工控、医疗等领域。

 

      在电源模块设计中,PCB板的设计是核心之一,影响着模块的性能直指标、可靠性、EMC等方面。因为科技的发展使电源模块向着数字化、模块化发展,所以内部元器件越来越密集,这要PCB板的布局抗干扰性越来越高,一个好的PCB板布局布线能使电源有更高的效率和性能。

 

      在线性电源PCB板的设计中,元器件布局一定要紧凑,使布线时要尽量的短,按照每个元器件的作用去安排位置和走线。每条线的宽度根据元器件的不同电流来设计线路的大小,电源空出一定空间散热或者使用散热片散热。

 

      在高频开关电源PCB板的设计中,要注意反馈线的引入点、续流二极管的问题,很多设计师忽略这俩点,设计在哪里也是对电源性能有所影响,高频脉冲电路流过的区域要远离输入和输出端子,是噪声远离输入、输出,有利于提高EMC性能。

 

PCB板的布局布线要点:

1、元器件布局

      以核心元器件为中心布局、均匀、紧凑,数字电路和模拟电路要分开。非安装孔周围1.27MM内不能装元器件、螺钉,元器件外侧边距为5MM。金属元器件不能与其它元器件相碰;不能贴印制线、焊盘;间距大于2MM。容易发热的元器件不能紧贴导线和热敏电阻;应均衡分布,设计应便于安装、生产、维护。

 

2、元器件布线

      条件允许情况关键线路要尽量短和宽,地线>电源线>信号线。输入端和输出端的边线避免相邻和平行,时钟线要短。如:电源线>18MIL,CPU入出线>10MIL,线间距>10MIL,电源线与地线尽量呈现放射状,信号线不能出线回环走线、远离大电流路。功率回路和控制回路分开,采用单点接地方式,相邻之间不应有过长的平行线,上下走线尽量走交叉垂直,不要突然拐直角和锐角。

 

3、抗干扰性

      选用频率低的控制器,处理好接地线,对于敏感电路和高频噪声应使用金属屏蔽。选用合适的去耦电容,要紧靠IC。按频率和电流特性分区,噪声元件和非噪声元件距离尽量远,对敏感器件不要和大电流线平行。

 

电源模块电压和爬电距离图如下:

 

 

      电源模块PCB板设计除了原则要求之外,主要是设计中的细节处理方面要注意,设计实践完要后期分析和完善。