開關(guān)電源PCB-Layout一般要求

1、開關(guān)電源 PCB Layout 一般要求PCB Layout 是開關(guān)電源研發(fā)過程中的極為重要的步驟和環(huán)節(jié)，關(guān)系到開關(guān)電源能否正常工作，生產(chǎn)是否順利進(jìn)行,使用是否安全等問題。開關(guān)電源 PCB Layout 比起其它產(chǎn)品 PCB Layout 來說都要復(fù)雜和困難， 要考慮的問題要 多得多，歸納起來主要有以下幾個方面的要求：一 . 電路要求PCB 中的元器件必須與BOM 一致。線條走線必須符合原理圖 ,利用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)可以輕做到這一點。線條寬度必須滿足最大電流要求,不得小于 1mm/1A, 以保證線條溫升不超過 .為了減少電壓降有時還必須加寬寬度。為了減小電壓降和損耗,視需要在線條上鍍錫。安規(guī)要求一次側(cè)

2、和二次側(cè)電路要用隔離帶隔開,隔離帶清晰明確. 靠隔離帶的組件,在 10N 的推力作用下應(yīng)保持電氣距離要求。隔離帶中線要用 1mm 的絲印虛線隔開,并在高壓區(qū)標(biāo)識DANGER / HIGHVOLTAGE 。各電路間電氣間隙(空間距離 ) ：一次側(cè)交流部分：保險絲前 L-N皂2.5mmL.N?大地(PE)三 2. 5mm保險絲后 不做要求 .一次側(cè)交流對直流部分呈2mm一次側(cè)直流地對大地呈 4mm一次側(cè)對二次側(cè)部分 4mmb二次側(cè)組件之間)(5)二次側(cè)部分：電壓低于100V皂0.5mm電壓高于 100 V TOC o 1-5 h z (6)二次側(cè)地對大地呈1mm各電路間的爬電距離：一次側(cè)交流電部分

3、：保險絲前L-N皂2.5mmL.N?大地(PE)三 2. 5mm HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 保險絲后不做要求.一次側(cè)交流對直流部分呈 2mm一次側(cè)直流地對大地呈4mm一次側(cè)對二次側(cè)呈 6.4mm光耦，丫電容，腳間距三6.4時要開槽。(5)二次側(cè)部分之間：電壓低于100V時呈0.5mm;電壓高于100V時,按電壓計算。(6)二次側(cè)對大地呈2mm.(7)變壓器二次側(cè)之間呈8mm導(dǎo)線與PCB邊緣距離應(yīng)呈1mmPCB上的導(dǎo)電部分與機(jī)殼之空間距離小于4 mm時，應(yīng)加0.4 mm麥拉片。PCB 必須滿足防燃要求。三 . EMI 要求初級電路與次級電路

4、分開布置。交流回路 , PFC、 PWM 回路，整流回路,，濾波回路這四大回路包圍的面積越小越好即要求：(1)各回路中功率組件彼此盡量靠近。（2）功率線條 （兩交流線之間、正線與地線之間）彼此靠近?？刂艻C 要盡量靠近被控制的MOS 管?？刂艻C 周邊的組件盡量靠近IC 布置 ,尤其是直接與IC 連接的組件 , 如 RT、 CT 電阻電容 , 校正網(wǎng)絡(luò)電阻電容 , 應(yīng)盡量在 IC 對應(yīng) PIN 附近布置 . RT 、 CT 到 PIN 線條要盡量 短。PFC、PWM回路要單點接地.IC周邊組件的地先接到IC地再接到MOS的S極，再由 S 極引到 PFC 電容負(fù)極。反饋線條應(yīng)盡量遠(yuǎn)離干擾源（如P

5、FC電感、PFC二極管引線、MOS管）的引線，不得與它們靠近平行走線。數(shù)字地與仿真地要分開, 地線之間的間距應(yīng)滿足一定要求。偏置繞阻的回線要直接接到 PFC 電容的負(fù)極。 .功率線條（流過大電流的線條）要短而寬, 以降低損耗 , 提高響應(yīng)頻率, 降低接收干擾頻譜范圍 .。在 X 電容、 PFC 電容引腳附近，銅條要收窄，以便充分利用電容濾波。輸出濾波電容必要時可用兩個小電容并聯(lián)以減少ESR。PFC MOS 和 D、 PWM MOS 散熱片必須接一次地，以減少共模干擾。二次側(cè)的散熱片、變壓器外屏蔽應(yīng)接二次地。#1樓主貼：開關(guān)電源 PCB_LAYOUT原則(網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容，以備后用)文章發(fā)表于：2011

6、-08-13 16:10開關(guān)電源PCB_LAYOUT原貝U1.0目的：規(guī)范PCB的設(shè)計思路，保證和提高PCB的設(shè)計質(zhì)量。2.0適用范圍：適用于 PCB Layout.3.0具體內(nèi)容： TOC o 1-5 h z A：Layout 部分 2-19B:工藝處理部分 20-23C:檢查部分 24-25D:安規(guī)作業(yè)部分 26-32A: Layout 部分如：圖圖一圖二在圖二中，PCB布局時，驅(qū)動電阻 R3應(yīng)靠近Q1 （MOS管），電流取樣電阻 R4應(yīng)靠近U1 的第3Pin,即上圖一所說的 R、D應(yīng)盡量縮短高阻抗線路。又因運算放大器輸入端阻抗很 高，易受干擾。輸出端阻抗較低，不易受干擾。一條長線相當(dāng)于一

7、根接收天線，容易引入 外界干擾。又如圖三：那二電端二在圖三的A中排版時，R1、R2要靠近三極管 Q1放置，因Q1的輸入阻抗很高，基極線路 過長，易受干擾，則 R1、R2不能遠(yuǎn)離Q1。在圖三的B中排版時，C2要靠近D1,因為Q3三極管輸入阻抗很高，如 Q2至D1的線路 太長，易受干擾，則 C2應(yīng)移至D1附近。二、小信號走線盡量遠(yuǎn)離大電流走線，忌平行。小信號線大電流走線三、小信號處理電 路布線盡量集中，減少布板面積提高抗干擾能力。四、一個電流回路走線盡可能減少包圍面積。W如：電流取樣信號線和 來自光耦的信號線五、光電耦合器件，易 高電位脈動器件等。并聯(lián)單點接地，互不干擾。IC等供電，Vcc、地線注

8、串聯(lián)多點接地，相互干擾。七、弱信號走線，不要在棒形電感、電流環(huán)等器件下走線。1、盡量縮小由高頻脈沖電流所包圍的面積，如下（圖、圖二）C1散熱器 圖二2、濾波電容盡量貼近開關(guān)管或整流二極管如上圖二出端子，使噪聲源和輸入、輸出口分離，如 A105。3、脈沖電流流過的區(qū)域遠(yuǎn)離輸入、輸C1盡量靠近Q1, C3靠近D1等圖三圖三：MOS管、變壓器離入口太近， EMI傳導(dǎo)通不過。圖四圖四：MOS管、變壓器遠(yuǎn)離入口， EMI傳導(dǎo)能通過。4、控制回路與功率回路分開，采用單點接地方式，如圖五。圖五28421c 周圍的元件接地接至5腳引出至大 電容地線。到IC的第2接至IC的5腳上。1、3842、3843、284

9、3、IC的地腳（第5腳）；再從第2、光耦第3腳地接腳，第2腳圖六5、必要時可以將輸出濾波電感安置在地回路上。6、用多只ESR低的電容并聯(lián)濾波。7、用銅箔進(jìn)行低感、低阻配線，相鄰之間不應(yīng)有過長的平行線，走線盡量避免平行、交叉 用垂直方式，線寬不要突變，走線不要突然拐角（即：w直角） 。B、抗干擾要求1、盡可能縮短高頻元器件之間連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間電磁干擾，易受干 擾的元器件不能和強(qiáng)干擾器件相互挨得太近，輸入輸出元件盡量遠(yuǎn)離。2、某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外 短路。C、布局要求1、除溫度開關(guān)、熱敏電阻一外，對溫度敏感的關(guān)鍵元器件（如I

10、C）應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件，發(fā)熱較大的器件應(yīng)與電容等影響整機(jī)壽命的器件有一定的距離。2、對于電位器，可調(diào)電感、可變電容器，微動開關(guān)等可調(diào)元件的布局，應(yīng)考慮整機(jī)結(jié)構(gòu)要 求，若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在 PCB板上方便于調(diào)節(jié)的地方，若是機(jī)外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié) 旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。3、應(yīng)留出印制PCB板定位孔支架所占用的位置。4、位于電路板邊緣的元器件，離電路板邊緣一般不少于2mm。D、對單元電路的布局要求1、要按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通， 并使信號盡可能保持一致的方向。2、以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進(jìn)行布局， 元器件應(yīng)均勻整齊，緊湊地排列在PCB上，盡量

11、減小和縮短各元件之間的連接引線。3、在高頻下工作要考慮元器件的分布參數(shù)，一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列，這樣不僅美觀，而且裝焊容易，易于批量生產(chǎn)。布線原則：1、輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行，最好加線間地線，以免發(fā)生反饋藕合。2、走線的寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度為50m,寬度為1mm時，流過1A的電流，溫升不會高于 3C,以此推算2盎司（75W m）厚的銅箔，1mm寬可流通1.5A電流，溫升不會高于 3C （注：自然冷卻）。3、ROUTE線拐彎處一般取圓弧形，而直角、銳角在高頻電路中會影響電氣性能。4、盡量避免使用大面積鋪銅箔，否則，長時間受

12、熱時，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象，必須 用大面積銅箔時，最好用柵格狀，這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性 氣體。5、元件焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些，焊盤太大易形成虛焊，焊盤外徑D 一般不少于(d+1.2) mm, d為引線孔徑，對高密度的數(shù)字電路，焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm,孔徑大于2.5mm的焊盤適當(dāng)加大。6、電源線根據(jù)線路電流的大小，盡量加粗電源線寬度，減少環(huán)路阻抗，同時使電源線，地 線的走向和數(shù)據(jù)傳遞方向一致，有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。7、地線：(a)、數(shù)字地與模擬地分開，若線路上既有邏輯電路又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開。 低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點并聯(lián)接地，實

13、際布線有困難時可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地，高 頻電路的地宜采用多點串聯(lián)接地，地線應(yīng)短而粗，高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地銅 箔。(b)、接地應(yīng)盡量加粗，若接地線用很細(xì)的線條，則接地電位隨電流的變化而變化，使抗噪性能降低，因此應(yīng)將接地線加粗，使它能通過三倍于PCB板上允許的電流，如有可能接地線應(yīng)23mm以上。(c)、接地線構(gòu)成閉環(huán)路，只由數(shù)字電路組成的印制板，其接地電路卻成閉環(huán)路大多能提 高抗噪能力。電流環(huán)(d)、散熱器接地多數(shù)也采用單點接地，提高噪聲抑制能力如A166 ,更改前:多點接地形成磁場回路，EMI測試不合格。后:不接地接地單點接地?zé)o磁場回路，EMI測試OK。 開關(guān)電源的體積越來越小，它

14、的工作頻率也越來越高，內(nèi)部器件的密集度也越來越高，這對PCB布線的抗干擾要求也越來越嚴(yán)，針對D82與D63的布線，發(fā)現(xiàn)的問題與解決方法如下：整體布局：D82是一款六層板，最先布局是，元件面放控制部份，焊錫面放功率部份，在調(diào)試時發(fā)現(xiàn)-PCE 笳干擾很大，原因是 3843與光耦位置擺放不合理，如：如上圖，3843與光耦放在MOS 管底下，它們之間只有一層 2.0mm的PCB 隔開，MOS管直接干擾3843,后改進(jìn)為:無干憂元件PCB樣將3843與光走線問題：功率走線盡量實現(xiàn)最短化，以減少環(huán)路所包圍的面積，避免干擾。小信號線包圍面積小, 如電流環(huán)：A線與B線所包面積越大，它所接收的干擾越多。因為它是

15、反饋電流大小而調(diào)節(jié)3843輸出的，誤動作將直接導(dǎo)致環(huán)路不穩(wěn)。 光耦反饋線要短，且不能有脈動信號與其交叉或平行。6 78PWM 芯片（如UC3843、3842、2843、2842的第3PIN）電流采樣線與（第 6PIN）驅(qū)動線，以及同步信號線，走線時應(yīng)盡量 遠(yuǎn)離，不能平行走線，否則相互干擾。因：3PIN的電流波形為6PIN及同步信號電壓波形是:(1)散熱片分布均勻，風(fēng)路通風(fēng)良好。路,通風(fēng)良好, 不利于散熱。利于散熱。續(xù)流電感、功率電阻)要保持距離。以避(2)電容、IC等與熱元件(散熱器、整流橋、 免受熱而受到影響。(3)電流環(huán)為了穿線方便，引線孔距不能太遠(yuǎn)或太近。(4)輸入/輸出、AC/插座要滿

16、足兩線長短一致，留有一定空間裕量，注意插頭線扣所占的 位置、插拔方便，輸出線孔整齊，好焊線。(5)元件之間不能相碰、MOS管、整流管的螺釘位置、壓條不能與其它元件相碰，以便裝配工藝盡量簡化電容和電阻與壓條或螺釘相碰，在布板時可以先考慮好螺釘和壓條的位置。保持零件與外殼的 外殼 F大缺口(6)元件擺放整齊、方向盡量一致 反面元件的高度(如 D64)對于PCB板上的貼片元件長軸心線盡量與PCB板長軸心線垂直的方向排列、不易折斷。B方式如空間許可，可用圖A:噪音、紋波經(jīng)過濾波電容被完全濾掉。B:當(dāng)紋波電流太大時，多個電容并聯(lián)，紋波電流經(jīng)過第一個電容的流量比第二個、第三 個大很多，往后逐漸減小，第一個

17、電容產(chǎn)生的熱量也比第二個、第三個多，很容易損壞， 走線時，盡量讓紋波電流均分給每個電容，走線如下圖A、B:反面零(8)濾波電容走線小缺口(9)高壓高頻電解電容的引腳有一個挪釘，如下圖所示，它應(yīng)與第一層走線銅箔保持距 離，并要符合安規(guī)。(10)金屬膜 電阻下不能走 高壓線、低壓線盡量走在電阻中間，電阻如果破皮容易和下面銅線短路。(11)加錫A、功率線銅箔較窄處加錫。B、RC吸收回路，不但電流較大需加錫，而且利于散熱。C、熱元件下加錫，用于散熱，加錫不能壓焊盤。(12)輸出線、燈仔線、風(fēng)扇線盡量一排，極性一致與面板對應(yīng)。(13)安全距離見D: PCB安規(guī)作業(yè)部分(14)信號線不能從變壓器、散熱片、

18、MOS管腳中穿過。(15)如輸出是疊加的，差模電感前電容接前端地，差模電感后電容接輸出地。(16)高頻脈沖電流流徑的區(qū)域A.盡量縮小由局頻脈沖電流包圍的面積上圖所標(biāo)示的5個環(huán)路包圍的面積盡量小。B.電源線、地線盡量靠近，以減小所包圍的面積，從而減小外界磁場環(huán)路切割產(chǎn)生的電磁 干擾，同時減少環(huán)路對外的電磁輻射。C.大電容盡量離 MOS管近，輸出RC吸收回路離整流管盡量近。D、電源線、地線的布線盡量加粗縮短，以減小環(huán)路電阻，轉(zhuǎn)角要圓滑，線寬不要突變。E.脈沖電流流過的區(qū)域遠(yuǎn)離輸入輸出端子，使噪聲源和出口分離。F.振蕩 濾波去耦電容靠近IC地，地線要求短。(17)小板離變壓器不能太近。小板離變壓器太

19、近，會 導(dǎo)致小板上的半導(dǎo)體元件容易受熱而影響。(18)鎰銅絲 立式變壓器磁芯 工字電感 功率電阻 散熱片24層開槽與走線銅箔要有10MIL以上的距離，注意上下層金屬部分的安規(guī)。磁環(huán)下不能走第一層線。(20)初級散熱片與外殼要保持 5mm以上距離。(21)驅(qū)動變壓器，電感，負(fù)電壓，電流環(huán)同名端要一致。(22)雙面板一般在大電流走線處多加一些過孔，過孔要加錫，增加載流能力。(23)在變壓器，小板中間加通風(fēng)孔，以利于通風(fēng)散熱。(24)因考慮高壓測試，防雷管要考慮生產(chǎn)時是否好下工具剪斷，然后又好下烙鐵焊接, 一般要將其放在PCB板靠邊處。(25)初次級Y電容與變壓器磁芯要注意安規(guī)。(26)在單面板中，

20、跳線與其它元件不能相碰，如跳線接高壓元件，則應(yīng)與低壓元件保持一定安規(guī)距離。同時應(yīng)與散熱片要保持1mm以上的距離。(27) 一般布局，小板上不接入高壓，將高壓元件放在大板上，如有特殊情況，則安規(guī)一 定要考慮好。如:將ZD1、R1放在大板，引入一低壓線即可MIC4576BT穩(wěn)壓芯片的布板要求1、原理圖：板要求：R1、R2、R3盡量靠近 MIC4576BT芯片的4Pin,依次一個挨一個緊密排列在一起。R2、R3的接地端從C2的負(fù)端引線，R1取樣線從C2的正端引線，芯片的 3Pin直接與R2、R3地端相連，不能從別的地方接地或取樣，否則電路檢測不準(zhǔn)或可能出現(xiàn)故障。MIC4576BT芯片封裝形式為：TO

21、-220。4、布線的一般形式參看 A143V00A的U2。MAX726ECK穩(wěn)壓芯片的布板要求原理圖：布板要求：R1、C2要靠近芯片的2Pin且直接芯片的 3Pin地。R3、R4、R2、C3要靠近芯片的1Pin依次一個緊靠一個排列，且 R2、C3連結(jié)在一 起，直接走線到C4的正端，R3、R4連在一起直接與芯片 3Pin,再一起拉線到C4的地端。封裝形式：TO-2204、布線的一般形式參看 A80V09A的U6B :工藝處理部分1、每一塊PCB上都必須用實心箭頭標(biāo)出過錫爐的方向:布局時，DIP封裝的IC擺放的方向必須與過錫爐的方向成垂直，不可平行，如下圖；如果布局上有困難,可允許水平放置 IC

22、（SOP封裝的IC擺放方向與 DIP相反）。3、4、正掰錯誤布線方向為水平或垂直，由垂直轉(zhuǎn)入水平要走45度進(jìn)入。若銅箔入圓焊盤的寬度較圓焊盤的直徑小時，則需加淚滴。如圖布線盡可能短，特別注意時鐘線、低電平信號線及所有高頻回路布線要更短。模擬電路及數(shù)字電路的地線及供電系統(tǒng)要完全分開。如果印制板上有大面積地線和電源線區(qū)（面積超過500平方毫米），應(yīng)局部開窗口。如圖：8、橫插元件（電阻、二極管等）腳間中心，相距必須是300mil , 400mil及500mil。（如非必要，240mil亦可利用，但適用于IN4148型之二極管或1/16W電阻上。1/4W電阻由10.0mm 開始）跳線腳間中心相距必須是

23、 200mil , 300mil, 500mil, 600mil, 700mil , 800mil , 900mil , 1000mil。9、PCB板上的散熱孔，直徑不可大于 140mil。10、 PCB上如果有 12或方形12MM以上的孔，必須做一個防止焊錫流出的孔蓋，如下圖：（孔隙為1.0MM）11、在用貼片元件的 PCB板上，為了提高貼片元件的貼裝準(zhǔn)確性,PCB板上必須設(shè)有校正標(biāo)記（MARKS ）,且每一塊板最少要兩個標(biāo)記，分別設(shè)于PCB的一組對角上，如下圖:口一12、貼片元件的間距:-27力13、貼片元件與電插元件腳之間的距離，如圖:& a.疊d.!造的加元件，E位置遠(yuǎn)離CU1插 且元

24、件底 方向與V-匚加曹平行，在分?jǐn)郒2E時 受力最八”受力大小如下！ Aa=ODEp所以E位置最好勺14、SMD器件的引腳與大面積銅箔連接時，要進(jìn)行熱隔離處理，如下圖:熱隔離帶無P?思邙巾鬢用ttq. 中Ml HE里長.三世 科可睥寺隹印Pt畋牌， 聞H瞽的注，V-cirt正掰口/n cT|. ,/nK畋騰瓦1卞干西勒登B不超過焊盤寬度的1/3C:檢查部分（一）、正面絲印檢查將第一、二層銅箔，走線，第 示26層字符、二維線、第一層焊盤、 阻焊。27、28層阻焊、第二層焊盤、27層二維線都關(guān)閉。只顯24層二維線、元件外框線、元件位號、過孔,27層（二）、反面絲印檢查只顯示底層元件框線、位號、第二

25、層過孔、 其余層的顏色都關(guān)閉。（三）、正面銅箔（只針對雙面板） 只顯示第一層銅箔、焊盤、過孔、走線、 層線、24層線分別用四種不同的顏色顯示,（四）、正面阻焊28層阻火29層二維線及文字，24層二維線,26層二維線、24層二維線且焊盤走線、銅箔、 26 以下類同，其余層的顏色都關(guān)閉。只顯示第一層銅箔、走線、 （五）、反面銅箔只顯示第二層銅箔、焊盤、 （六）、反面阻焊只顯示第二層銅箔、走線、焊盤、過孔、過孔、走線、焊盤、過孔、27層銅箔，其余層的顏色都關(guān)閉。24層線，其余層的顏色關(guān)閉。28層銅箔，其余層的顏色都關(guān)閉。、孔圖檢查顯示第 24 層二維線、文字、第一二層銅箔、走線、焊點，其余層的顏色都關(guān)閉。、第1、 2 層字符、二維線只顯示第 1、 2 層字符、二維線，看是否有必要，如有必要顯示其銅箔是否與其過近,其余層的顏色都關(guān)閉。（九）交板時用 CHECK 功能檢查一