PCB規劃是開(kāi)關(guān)電源規劃非常重要的一步,對電源的電功用、EMC、可靠性、可生產(chǎn)性都有相關(guān)。當時(shí)開(kāi)關(guān)電源的功率密度越來(lái)越高,對PCB布局、布線(xiàn)的要求也越發(fā)嚴峻,合理科學(xué)的PCB規劃讓電源開(kāi)發(fā)事半功倍,以下細節供您參看。
一、布局要求
PCB布局是比較考究的,不是說(shuō)隨便放上去,擠得下就完事的。一般PCB布局要遵循幾點(diǎn):
放置器件時(shí)要考慮今后的焊接和修補,兩個(gè)高度高的元件之間盡量避免放置低矮的元件,這樣不利于生產(chǎn)和維護,元件之間最好也不要太密集,但是隨著(zhù)電子技術(shù)的展開(kāi),現在的開(kāi)關(guān)電源越來(lái)越趨于小型化和緊湊化,所以就需求平衡好兩者之間的度了,既要便當焊裝與維護又要統籌緊湊。
還有就是要考慮實(shí)際的貼片加工才干,依照IPC-A-610E的標準,考慮元件旁邊面偏移的精度,不然簡(jiǎn)略構成元件之間連錫,乃至因為元件偏移構成元件距離不行。
高頻脈沖電流流過(guò)的區域要遠離輸入、輸出端子,使噪聲源遠離輸入、輸出口,有利于前進(jìn)EMC功用。
左圖變壓器離進(jìn)口太近,電磁的輻射能量直接效果于輸入輸出端,因而,EMI測驗不通過(guò)。改為右邊的辦法后,變壓器遠離進(jìn)口,電磁的輻射能量距輸入輸出端距離加大,效果改善顯著(zhù),EMI測驗通過(guò)。
7、發(fā)熱元件(如變壓器,開(kāi)關(guān)管,整流二極管等)的布局要考慮散熱的效果,使得整個(gè)電源的散熱均勻,對溫度活絡(luò )的要害元器件(如IC)應遠離發(fā)熱元件,發(fā)熱較大的器件應與電解電容等影響整機壽數的器件有必定的距離。
8、布板時(shí)要留心底面元件的高度。例如關(guān)于灌封的DC-DC電源模塊來(lái)說(shuō),因為DC-DC模塊自身體積就比較小,假設底面元件的高度四邊不平衡,灌封的時(shí)分會(huì )呈現兩邊引腳高度一邊高一邊低的現象。
9、布局的時(shí)分要留心控制引腳的抗靜電才干,相應的電路元件之間的距離要滿(mǎn)意,例如Ctrl引腳(低電平關(guān)斷),其電路不像輸入、輸出端那樣具有電容濾波,所以抗靜電才干是整個(gè)模塊最弱的,必定要保證有滿(mǎn)意的安全距離。
二、走線(xiàn)準則
1、小信號走線(xiàn)要盡量遠離大電流走線(xiàn),兩者不要靠近平行走線(xiàn),假設無(wú)法避免平行的話(huà),也要擺開(kāi)滿(mǎn)意的距離,避免小信號走線(xiàn)受到攪擾。
2、要害的小信號走線(xiàn),如電流取樣信號線(xiàn)和光耦反應的信號線(xiàn)等,盡量減小回路圍住的面積。
3、相鄰之間不該有過(guò)長(cháng)的平行線(xiàn)(當然同一電流回路平行走線(xiàn)是可以的),上下層走線(xiàn)盡量選用交叉用垂直辦法,走線(xiàn)不要遽然拐角(即:≤90°),直角、銳角在高頻電路中會(huì )影響電氣功用。
5、高頻元件(如變壓器、電感)底下第一層不要走線(xiàn),高頻元件正對著(zhù)的底面也最好不要放置元件,假設無(wú)法避免,可以選用屏蔽的辦法,例如高頻元件在Top層,控制電路正對著(zhù)在Bottom層,留心要在高頻元件地點(diǎn)的第一層敷銅進(jìn)行屏蔽,這樣可以避免高頻噪聲輻射攪擾究竟面的控制電路。
6、濾波電容的走線(xiàn)要特別留心,左圖有一部分紋波&噪聲會(huì )通過(guò)走線(xiàn)出去,右圖濾波效果會(huì )好許多,紋波&噪聲通過(guò)濾波電容被徹底濾掉。
8、發(fā)熱大的元件(如TO-252封裝的MOS管)下可以大面積裸銅,用于散熱,這樣可以前進(jìn)元件的可靠性。功率走線(xiàn)銅箔較窄處可以裸銅用于加錫以保證大電流的流通。
三、安規距離與工藝要求
1、電氣空地:兩相鄰導體或一個(gè)導體與相鄰導電機殼表面的沿空氣測量的最短距離。爬電距離:兩相鄰導體或一個(gè)導體與相鄰導電機殼表面的沿著(zhù)絕緣表面測量的最短距離。
一般電源模塊電壓與最小爬電距離的聯(lián)絡(luò )可參照下表:
2、元件到板邊的距離要求。位于電路板邊沿的元器件,離電路板邊沿一般不少于2mm,關(guān)于像10W以下的小型化DC-DC模塊,因為元件體積和高度比較小,并且輸入輸出電壓不高,為了滿(mǎn)意小型化的要求,也要至少留有0.5mm以上的距離。
大面積銅箔到外框的距離應至少保證0.20mm以上的距離,因在銑外形時(shí)簡(jiǎn)略銑到銅箔上構成銅箔翹起及由其引起焊劑墜落問(wèn)題。
3、若走線(xiàn)入圓焊盤(pán)或過(guò)孔的寬度較圓焊盤(pán)的直徑小時(shí),則需加淚滴,加強吸附力,避免焊盤(pán)或過(guò)孔墜落。
4、SMD器件的引腳與大面積銅箔銜接時(shí),要進(jìn)行熱阻隔處理,不然過(guò)回流焊的時(shí)分因為散熱快,簡(jiǎn)略構成虛焊或脫焊。
當然,以上僅僅個(gè)人總結的一些開(kāi)關(guān)電源PCB規劃的閱歷,還有許多細節上的或其他方面的常識需求留心的,最后我想說(shuō)的是PCB規劃,除了準則要求和閱歷常識之外,最重要的一點(diǎn)是仔細再仔細,查看再查看
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