摘要: 在开关电源设计中PCB 板的物理设计都是最后一个环节, 如果设计方法不当, PCB 可能会辐射过多的电磁干扰, 造成电源工作不稳定, 以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析:
在开关电源设计中PC B 板的物理设计都是最后一个环节, 如果设计方法不当, PC B 可能会辐射过多的电磁干扰, 造成电源工作不稳定, 以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析:
从原理图到PCB 的设计流程
建立元件参数-》输入原理网表-》设计参数设置-》手工布局-》手工布线-》验证设计-》复查-》CAM 输出。
元器件布局
实践证明,即使电路原理图设计正确
在开关电源设计中,PCB板的物理设计是至关重要的一步。如果设计不当,PCB板可能会成为电磁干扰(EMI)的来源,导致电源工作不稳定。为了确保电源的高效和稳定运行,需要遵循一系列的设计流程和注意事项。
设计流程通常包括以下几个步骤:
1. **建立元件参数**:为每个元器件设定正确的电气特性和尺寸。
2. **输入原理网表**:将电路原理图的连接关系导入PCB设计软件。
3. **设计参数设置**:设定PCB的层叠结构、导线宽度、间距、安全间距等参数。
4. **手工布局**:根据功能和电磁兼容性要求,合理安排元器件的位置。
5. **手工布线**:连接各个元器件,优化信号路径,避免干扰。
6. **验证设计**:检查设计是否满足电气规则、热管理、机械约束等。
7. **复查**:对设计进行全面检查,确保无遗漏和错误。
8. **CAM输出**:将设计数据转换为生产所需的文件格式。
在元器件布局时,特别需要注意以下几点:
- **电源回路设计**:电源开关交流回路和输出整流交流回路应优先布线,确保高幅梯形电流路径最短,减少电磁辐射。滤波电容、开关/整流器、电感/变压器应紧密相邻,以降低干扰。
- **输入/输出滤波电容**:输入和输出滤波电容的接线端应直接连接到电源,避免交流能量辐射。
- **控制电路放置**:与交流电源电路相关的控制电路应靠近相应回路,便于信号传递。
- **尺寸与形状**:PCB尺寸要适中,矩形形状利于信号传播,边缘元器件距离边缘不少于2mm。
- **焊接与间距**:元器件布局应留出足够的焊接空间,避免过于密集。
- **核心元件为中心**:每个功能电路的核心元件应作为布局的中心,周围围绕其他相关元器件。
- **分布参数考虑**:高频电路要考虑元器件间的分布参数,保持元器件平行排列,减少信号干扰。
- **信号流向**:布局应使信号流通顺畅,方向一致,便于信号处理。
- **减小环路面积**:降低环路面积可以有效抑制辐射干扰,提高电源的抗干扰能力。
此外,参数设置也非常重要,如设置适当的阻抗匹配、布线长度匹配等,以保证信号质量。在设计过程中,要不断进行仿真和验证,确保设计的合理性。通过优化布局和布线,可以实现开关电源的高效、低噪声和高稳定性。