如何做好非隔离式开关电源的PCB布局

如何做好非隔离式开关电源的PCB布局

一个良好的布局设计可优化效率，减缓热应力，并尽量减小走线与元件之间的噪声与作用。这一切都源于设计人员对电源中电流传导路径以及信号流的理解。

当一块原型电源板首次加电时，最好的情况是它不仅能工作，而且还安静、发热低。然而，这种情况并不多见。

开关电源的一个常见问题是“不稳定”的开关波形。有些时候，波形抖动处于声波段，磁性元件会产生出音频噪声。如果问题出在印刷电路板的布局上，要找出原因可能会很困难。因此，开关电源设计初期的正确PCB布局就非常关键。

电源设计者要很好地理解技术细节，以及最终产品的功能需求。因此，从电路板设计项目一开始，电源设计者应就关键性电源布局，与PCB布局设计人员展开密切合作。

一个好的布局设计可优化电源效率，减缓热应力；更重要的是，它最大限度地减小了噪声，以及走线与元件之间的相互作用。为实现这些目标，设计者必须了解开关电源内部的电流传导路径以及信号流。要实现非隔离开关电源的正确布局设计，务必牢记以下这些设计要素。

布局规划

对一块大电路板上的嵌入dc/dc电源，要获得最佳的电压调节、负载瞬态响应和系统效率，就要使电源输出靠近负载器件，尽量减少PCB走线上的互连阻抗和传导压降。确保有良好的空气流，限制热应力；如果能采用强制气冷措施，则要将电源靠近风扇位置。

另外，大型无源元件（如电感和电解电容）均不得阻挡气流通过低矮的表面封装半导体元件，如功率MOSFET或PWM控制器。为防止开关噪声干扰到系统中的模拟信号，应尽可能避免在电源下方布放敏感信号线；否则，就需要在电源层和小信号层之间放置一个内部接地层，用做屏蔽。

关键是要在系统早期设计和规划阶段，就筹划好电源的位置，以及对电路板空间的需求。有时设计者会无视这种忠告，而把关注点放在大型系统板上那些更“重要”或“让人兴奋”的电路。电源管理被看作事后工作，随便把电源放在电路板上的多余空间上，这种做法对高效率而可靠的电源设计十分不利。

对于多层板，很好的方法是在大电流的功率元件层与敏感的小信号走线层之间布放直流地或直流输入/输出电压层。地层或直流电压层提供了屏蔽小信号走线的交流地，使其免受高噪声功率走线和功率元件的干扰。

作为一般规则，多层PCB板的接地层或直流电压层均不应被分隔开。如果这种分隔不可避免，就要尽量减少这些层上走线的数量和长度，并且走线的布放要与大电流保持相同的方向，使影响最小化。

图1a和1c分别是六层和四层开关电源PCB的不良层结构。这些结构将小信号层夹在大电流功率层和地层之间，因此增加了大电流/电压功率层与模拟小信号层之间耦合的电容噪声。

图中的1b和1d则分别是六层和四层PCB设计的良好结构，有助于最大限度减少层间耦合噪声，地层用于屏蔽小信号层。要点是：一定要挨着外侧功率级层放一个接地层，外部大电流的功率层要使用厚铜箔，尽量减少PCB传导损耗和热阻。

功率级的布局

开关电源电路可以分为功率级电路和小信号控制电路两部分。功率级电路包含用于传输大电流的元件，一般情况下，要首先布放这些元件，然后在布局的一些特定点上布放小信号控制电路。

大电流走线应短而宽，尽量减少PCB的电感、电阻和压降。对于那些有高di/dt脉冲电流的走线，这方面尤其重要。

图2给出了一个同步降压转换器中的连续电流路径和脉冲电流路径，实线表示连续电流路径，虚线代表脉冲（开关）电流路径。脉冲电流路径包括连接到下列元件上的走线：输入去耦陶瓷电容CHF;上部控制FET QT;以及下部同步FET QB，还有选接的并联肖特基二极管。

图3a给出了高di/dt电流路径中的PCB寄生电感。由于存在寄生电感，因此脉冲电流路径不仅会辐射磁场，而且会在PCB走线和MOSFET上产生大的电压振铃和尖刺。为尽量减小PCB 电感，脉冲电流回路（所谓热回路）布放时要有最小的圆周，其走线要短而宽。

高频去耦电容CHF应为0.1μF~10μF，X5R或X7R电介质的陶瓷电容，它有极低的ESL （有效串联电感）和ESR（等效串联电阻）。较大的电容电介质（如Y5V）可能使电容值在不同电压和温度下有大的下降，因此不是CHF的最佳材料。

图3b为降压转换器中的关键脉冲电流回路提供了一个布局例子。为了限制电阻压降和过孔数量，功率元件都布放在电路板的同一面，功率走线也都布在同一层上。当需要将某根电源线走到其它层时，要选择在连续电流路径中的一根走线。当用过孔连接大电流回路中的PCB层时，要使用多个过孔，尽量减小阻抗。

图4显示的是升压转换器中的连续电流回路与脉冲电流回路。此时，应在靠近MOSFET QB 与升压二极管D的输出端放置高频陶瓷电容CHF.

图5是升压转换器中脉冲电流回路的一个布局例子。此时关键在于尽量减小由开关管QB、整流二极管D和高频输出电容CHF形成的回路。

图5，本图显示的是升压转换器中的热回路与寄生PCB电感（a）；为减少热回路面积而建议采用的布局（b）。

图6和图7（略）提供了一个同步降压电路的例子，它强调了去耦电容的重要性。图6a 是一个双相12VIN、2.5VOUT/30A（最大值）的同步降压电源，使用了LTC3729双相单VOUT 控制器IC.在无负载时，开关结点SW1和SW2的波形以及输出电感电流都是稳定的（图6b）。但如果负载电流超过13A，SW1结点的波形就开始丢失周期。负载电流更高时，问题会更恶化（图6c）。

在各个通道的输入端增加两只1μF的高频陶瓷电容，就可以解决这个问题，电容隔离开了每个通道的热回路面积，并使之最小化。即使在高达30A的最大负载电流下，开关波形仍很稳定。

高DV/DT开关区

图2和图4中，在VIN（或VOUT）与地之间的SW电压摆幅有高的dv/dt速率。这个结点上有丰富的高频噪声分量，是一个强大的EMI噪声源。为了尽量减小开关结点与其它噪声敏感走线之间的耦合电容，你可能会让SW铜箔面积尽可能小。但是，为了传导大的电感电流，并且为功率MOSFET管提供散热区，SW结点的PCB区域又不能够太小。一般建议在开关结点下布放一个接地铜箔区，提供额外的屏蔽。

如果设计中没有用于表面安装功率MOSFET与电感的散热器，则铜箔区必须有足够的散热面积。对于直流电压结点（如输入/输出电压与电源地），合理的方法是让铜箔区尽可能大。

多过孔有助于进一步降低热应力。要确定高dv/dt开关结点的合适铜箔区面积，就要在

尽量减小dv/dt相关噪声与提供良好的MOSFET散热能力两者间做一个设计平衡。

功率焊盘形式

注意功率元件的焊盘形式，如低ESR电容、MOSFET、二极管和电感。图8a（略）和8b （略）分别给出了不合理和合理的功率元件焊盘形式。

对于去耦电容，正负极过孔应尽量互相靠近，以减少PCB的ESL.这对低ESL电容尤其有效。小容值低ESR的电容通常较贵，不正确的焊盘形式及不良走线都会降低它们的性能，从而增加整体成本。通常情况下，合理的焊盘形式能降低PCB噪声，减小热阻，并最大限度降低走线阻抗以及大电流元件的压降。

大电流功率元件布局时有一个常见的误区，那就是不正确地采用了热风焊盘（thermal relief），如图8a（略）所示。非必要情况下使用热风焊盘，会增加功率元件之间的互连阻抗，从而造成较大的功率损耗，降低小ESR电容的去耦效果。如果在布局时用过孔来传导大电流，要确保它们有充足的数量，以减少阻抗。此外，不要对这些过孔使用热风焊盘。

图9（略）是有多个板上电源的应用，这些电源共享相同的输入电压轨。当这些电源互相不同步时，就需要将输入电流走线隔离开来，以避免不同电源之间耦合公共阻抗噪声。每个电源拥有一个本地的输入去耦电容倒是不太关键。

对于一只PolyPhase单输出转换器，为每个相做一个对称布局有助于热应力的均衡。

布局设计实例

图10（略）是一个设计实例，它是一个3.5V~14V，最大输出1.2V/40A的双相同步降压转换器，使用了LTC3855 PolyPhase电流模式步进降压控制器。在开始PCB布局前，一个好的习惯是在逻辑图上用不同颜色特别标示出大电流走线、高噪声的高dv/dt走线，以及敏感的小信号走线。这种图将有助于PCB设计者区分开各种走线。

图11（略）是这个1.2V/40A电源的功率元件层上的功率级布局例子。图中，QT是高侧控制MOSFET，QB是低侧同步FET.可选择增加QB的接地面积，以获得更多的输出电流。在功率元件层的下方，放了一个实心的电源地层。

控制电路布局

使控制电路远离高噪声的开关铜箔区。对降压转换器，好的办法是将控制电路置于靠近VOUT+端，而对升压转换器，控制电路则要靠近VIN+端，让功率走线承载连续电流。

如果空间允许，控制IC与功率MOSFET及电感（它们都是高噪声高热量元件）之间要有小的距离（0.5英寸~1英寸）。如果空间紧张，被迫将控制器置于靠近功率MOSFET与电感的位置，则要特别注意用地层或接地走线，将控制电路与功率元件隔离开来。

图12（略）是LTC3855电源的较好的隔离地方案，IC有外露的GND焊盘，应焊到PCB 上，以尽量减少电气阻抗与热阻。几只关键去耦电容应紧挨着IC引脚。

控制电路应有一个不同于功率级地的独立信号（模拟）地。如果控制器IC上有独立的SGND（信号地）和PGND（功率地）引脚，则应分别布线。对于集成了MOSFET驱动器的控制IC，小信号部分的IC引脚应使用SGND.

信号地与功率地之间只需要一个连接点。合理方法是使信号地返回到功率地层的一个干净点。只在控制器IC下连接两种接地走线，就可以实现两种地。图12（略）给出了建议的LTC3855电源接地隔离法。在本例中，IC有一个外露的接地焊盘。此焊盘应焊到PCB上，以尽量减少电气阻抗与热阻。应在接地焊盘区放置多个过孔。

控制IC的去耦电容应靠近各自的引脚。为尽量减少连接阻抗，好的方法是将去耦电容直接接到引脚上，而不通过过孔。如图12（略）所示，应靠近置放去耦电容的LTC3855引脚是电流检测引脚Sense+/Sense-，补偿引脚ITH，信号地SGND，反馈分压器脚FB，IC VCC 电压引脚INTVCC，以及功率地引脚PGND.

回路面积与串扰

两个或多个邻近导体可以产生容性耦合。一个导体上的高dv/dt会通过寄生电容，在另一个导体上耦合出电流。为减少功率级对控制电路的耦合噪声，高噪声的开关走线要远离敏感的小信号走线。如果可能的话，要将高噪声走线与敏感走线布放在不同的层，并用内部地层作为噪声屏蔽。

空间允许的话，控制IC要距离功率MOSFET和电感有一个小的距离（0.5英寸~1英寸），后者既有大噪声又发热。

LTC3855控制器上的FET驱动器TG、BG、SW和BOOST引脚都有高的dv/dt开关电压。连接到最敏感小信号结点的LTC3855引脚是：Sense+/Sense-、FB、ITH和SGND.如果布局时将敏感的信号走线靠近了高dv/dt结点，则必须在信号走线与高dv/dt走线之间插入接地线或接地层，以屏蔽噪声。

在布放栅极驱动信号时，采用短而宽的走线有助于尽量减小栅极驱动路径中的阻抗。在图13（略）中，布放的高FET驱动器走线TG与SW应有最小的回路面积，以尽量减小电感与高dv/dt噪声。同样，低FET驱动器走线BG要靠近一根PGND走线。

如果在BG走线下布放了一个PGND层，低FET的交流地返回电流将自动耦合到一个靠近BG走线的路径中。交流电流会流向它所发现的最小回路/阻抗。此时，低栅极驱动器不需要一个独立的PGND返回走线。最好的办法是尽量减少栅极驱动走线通过的层数量，这样可防止栅极噪声传播到其它层。

在所有小信号走线中，电流检测走线对噪声最为敏感。电流检测信号的波幅通常小于100mV，这与噪声的波幅相当。以LTC3855为例，Sense+/Sense-走线应以最小间距并行布放（Kelvin检测），以尽量减少拾取di/dt相关噪声的机会，如图14（略）所示。

另外，电流检测走线的滤波电阻与电容都应尽可能靠近IC引脚。当有噪声注入长的检测线时，这种结构的滤波效果最好。如果采用带R/C网络的电感DCR电流检测方式，则DCR 检测电阻R应靠近电感，而DCR检测电容C则应靠近IC.

如果在走线到Sense-的返回路径上使用了一个过孔，则过孔不应接触到其它的内部VOUT+层。否则，过孔可能会传导大的VOUT+电流，所产生的压降可能破坏电流检测信号。要避免在高噪声开关结点（TG、BG、SW和BOOST走线）附近布放电流检测走线。如可能，在电流检测走线所在层与功率级走线层之间放置地层。

如果控制器IC有差分电压远程检测引脚，则要为正、负远程检测线采用独立的走线，同时也采用Kelvin检测连接。

走线宽度的选择

对具体的控制器引脚，电流水平和噪声敏感度都是唯一的，因此，必须为不同信号选择特定的走线宽度。通常情况下，小信号网络可以窄些，采用10mil~15mil宽度的走线。大电流网络（栅极驱动、VCC以及PGND）则应采用短而宽的走线。这些网络的走线建议至少为20mil宽。

pcb布局布线技巧经验大汇总

PCB电路板布局、布线基本原则 一、元件布局基本规则 1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开； 2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围 3.5mm （对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路； 4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm； 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm； 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔； 9. 其它元器件的布置： 所有IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直； 10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或0.2mm)； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。 二、元件布线规则 1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil （或8mil）；线间距不低于10mil； 3、正常过孔不低于30mil； 4、双列直插：焊盘60mil，孔径40mil； 1/4W电阻：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘62mil，孔径42mil； 无极电容：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘50mil，孔径28mil； 5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线

开关电源PCB设计流程及布线技巧

开关电源PCB设计流程及布线技巧在任何开关电源设计中，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： 一、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。 二、参数设置 相邻导线间距必须能满足电气安全要求，而且为了便于操作和生产，间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压，在布线密度较低时，信号线的间距可适当地加大，对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距，一般情况下将走线间距设为8mil。焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。当与焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这样的好处是焊盘不容易起皮，而是走线与焊盘不易断开。 如图：

三、元器件布局 实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声；由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。每一个开关电源都有四个电流回路： （1）电源开关交流回路 （2）输出整流交流回路 （3）输入信号源电流回路 （4）输出负载电流回路输入回路 通过一个近似直流的电流对输入电容充电，滤波电容主要起到一个宽带储能作用；类似地，输出滤波电容也用来储存来自输出整流器的高频能量，同时消除输出负载回路的直流能量。所以，输入和输出滤波电容的接线端十分重要，输入及输出电流回路应分别只从滤波电容的接线端连接到电源；如果在输入/输出回

pcb布局布线基本原则

PCB布局、布线基本原则 一、元件布局基本规则 1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块， 电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路 分开； 2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件， 螺钉等安装孔周围3.5mm（对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴 装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔， 以免波峰焊后过孔与元件壳体短路； 4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm； 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰， 不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装 孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm； 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇 流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接

连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源 线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电 源插头的插拔； 9. 其它元器件的布置： 所有IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上 极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直； 10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充， 网格大于8mil(或0.2mm)； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信 号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。 二、元件布线规则 1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil （或8mil）；线间距不低于10mil； 3、正常过孔不低于30mil； 4、双列直插：焊盘60mil，孔径40mil； 1/4W电阻：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘62mil，孔径42mil； 无极电容：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘50mil，孔径28mil； 5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线。 如何提高抗干扰能力和电磁兼容性 在研制带处理器的电子产品时，如何提高抗干扰能力和电磁兼容性？ 1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰： (1) 微控制器时钟频率特别高，总线周期特别快的系统。 (2) 系统含有大功率，大电流驱动电路，如产生火花的继电器，大电流开关等。

PCB布线的常见规则

PCB布线的常见规则 1 电源、地线的处理 既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、 地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能 下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、 地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证 产品的质量。 对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因， 现只对降低式抑制噪音作 以表述： 众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。 尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是： 地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm 对数字电路的PCB可 用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) 用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上 的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板， 电源，地线各占用一层。 2、数字电路与模拟电路的共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合 构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。 数字电路的频率高，模拟电路的敏感度 强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人PCB 对外界只有一个结点，所以必须在PCB 内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口 处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。 3、信号线布在电（地）层上 在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会 给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。首先应考虑用电源层，其 次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。 4、大面积导体中连接腿的处理 在大面积的接地（电）中，常用元器件的腿与其连接，对连接腿的处理需要进行综合的考虑，就 电气性能而言，元件腿的焊盘与铜面满接为好，但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如：①焊接需要大功率加热器。②容易 造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工艺需要，做成十字花焊盘，称之为热隔离（heat shield）俗称热焊盘（Thermal），这样， 可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电（地）层腿的处理相同。

pcb布局布线技巧及原则

pcb 布局布线技巧及原则 [ 2009-11-16 0:19:00 | By: lanzeex ] PCB 布局、布线基本原则 一、元件布局基本规则 1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开； 2. 定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安 装孔周围3.5mm （对于 M2.5）、4mm（对于M3内不得贴装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路； 4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm； 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧 贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板 中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm； 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座

及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔； 9. 其它元器件的布置： 所有IC 元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直； 10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil（或0.2mm）； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。二、元件布线规则1、画定布线区域距PCB板边w 1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil ；信号线宽不应低于12mil ；cpu 入出线不应低于10mil （或8mil ）；线间距不低于10mil ； 3、正常过孔不低于30mil ； 4、双列直插：焊盘60mil ，孔径40mil ； 1/4W 电阻：51*55mil （0805 表贴）；直插时焊盘62mil ，孔径42mil ；无极电容：51*55mil （0805 表贴）；直插时焊盘50mil ，孔径28mil ； 5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线。如何提高抗干扰能力和电磁兼容性在研制带处理器的电子产品时，如何提高抗干扰能力和电磁兼容性？

PCBLayout布局布线基本规则

布局： 1、顾客指定器件位置是否摆放正确 2、BGA与其它元器件间距是否≥5mm 3、PLCC、QFP、SOP各自之间和相互之间间距是否≥2.5 mm 4、PLCC、QFP、SOP与Chip 、SOT之间间距是否≥1.5 mm 5、Chip、SOT各自之间和相互之间的间距是否≥0.3mm 6、PLCC表面贴转接插座与其它元器件的间距是否≥3 mm 7、压接插座周围5mm范围内是否有其他器件 8、Bottom层元器件高度是否≤3mm 9、模块相同的器件是否摆放一致 10、元器件是否100%调用 11、是否按照原理图信号的流向进行布局，调试插座是否放置在板边 12、数字、模拟、高速、低速部分是否分区布局，并考虑数字地、模拟地划分 13、电源的布局是否合理、核电压电源是否靠近芯片放置 14、电源的布局是否考虑电源层的分割、滤波电容的组合放置等因素 15、锁相环电源、REF电源、模拟电源的放置和滤波电容的放置是否合理 16、元器件的电源脚是否有0.01uF～0.1uF的电容进行去耦 17、晶振、时钟分配器、VCXO\TCXO周边器件、时钟端接电阻等的布局是否合理 18、数字部分的布局是否考虑到拓扑结构、总线要求等因素 19、数字部分源端、末端匹配电阻的布局是否合理 20、模拟部分、敏感元器件的布局是否合理 21、环路滤波器电路、VCO电路、AD、DA等布局是否合理 22、UART\USB\Ethernet\T1\E1等接口及保护、隔离电路布局是否合理 23、射频部分布局是否遵循“就近接地”原则、输入输出阻抗匹配要求等 24、模拟、数字、射频分区部分跨接的回流电阻、电容、磁珠放置是否合理 外形制作： 1、外形尺寸是否正确？ 2、外形尺寸标注是否正确？ 3、板边是否倒圆角≥1.0mm 4、定位孔位置与大小是否正确 5、禁止区域是否正确 6、Routkeep in距板边是否≥0.5mm 7、非金属定位孔禁止布线是否０.3mm以上 8、顾客指定的结构是否制作正确 规则设置： 1、叠层设置是否正确？ 2、是否进行class设置 3、所有线宽是否满足阻抗要求？ 4、最小线宽是否≧5mil 5、线、小过孔、焊盘之间间距是否≥6mil，线到大过孔是否≥10mil

PCB板基本设计规则

一、PCB板基础知识 PCB概念 PCB是英文(Printed Circuie Board)印制线路板的简称。通常把在绝缘材上，按预定设计，制成印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路。而在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形，称为印制线路。这样就把印制电路或印制线路的成品板称为印制线路板，亦称为印制板或印制电路板。 PCB几乎我们能见到的电子设备都离不开它，小到电子手表、计算器、通用电脑，大到计算机、通迅电子设备、军用武器系统，只要有集成电路等电子无器件，它们之间电气互连都要用到PCB。它提供集成电路等各种电子元器件固定装配的机械支撑、实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘、提供所要求的电气特性，如特性阻抗等。同时为自动锡焊提供阻焊图形；为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。 PCB是如何制造出来的呢？我们打开通用电脑的健盘就能看到一张软性薄膜（挠性的绝缘基材），印上有银白色（银浆）的导电图形与健位图形。因为通用丝网漏印方法得到这种图形，所以我们称这种印制线路板为挠性银浆印制线路板。而我们去电脑城看到的各种电脑主机板、显卡、网卡、调制解调器、声卡及家用电器上的印制电路板就不同了。它所用的基材是由纸基（常用于单面）或玻璃布基（常用于双面及多层），预浸酚醛或环氧树脂，表层一面或两面粘上覆铜簿再层压固化而成。这种线路板覆铜簿板材，我们就称它为刚性板。再制成印制线路板，我们就称它为刚性印制线路板。单面有印制线路图形我们称单面印制线路板，双面有印制线路图形，再通过孔的金属化进行双面互连形成的印制线路板，我们就称其为双面板。如果用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印制线路板，通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印制线路板就成为四层、六层印制电路板了，也称为多层印制线路板。 现在已有超过100层的实用印制线路板了。 PCB板的元素 1.工作层面 对于印制电路板来说，工作层面可以分为6大类， 信号层（signal layer） 内部电源/接地层（internal plane layer） 机械层（mechanical layer）主要用来放置物理边界和放置尺寸标注等信息，起到相应的提示作用。 EDA软件可以提供16层的机械层。 防护层（mask layer）包括锡膏层和阻焊层两大类。锡膏层主要用于将表面贴元器件粘贴在 PCB上，阻焊层用于防止焊锡镀在不应该焊接的地方。 丝印层（silkscreen layer）在PCB板的TOP和BOTTOM层表面绘制元器件的外观轮廓和放置 字符串等。例如元器件的标识、标称值等以及放置厂家标志，生产日 期等。同时也是印制电路板上用来焊接元器件位置的依据，作用是使 PCB板具有可读性，便于电路的安装和维修。 其他工作层（other layer）禁止布线层Keep Out Layer 钻孔导引层drill guide layer 钻孔图层drill drawing layer

开关电源课程设计

太原理工大学课程设计任务书 指导教师签名：日期：

前言 随着电力电子技术的发展，开关电源的应用越来越广泛。反激式开关电源以其设计简单，体积小巧等优势，广泛应用于小功率场合。开关电源以其小型、轻量和高效率的特点，被广泛地应用于各种电气设备和系统中，其性能的优劣直接关系到整个系统功能的实现。开关稳压电源有多种类型，其中单端反激式开关电源由于具有线路简单，所需要的元器件少，能够提供多路隔离输出等优点而广泛应用于小功率电源领域。 本论文根据输入电压经EMI滤波设计整流桥，再与直流变压器开关管构成反激电路。通过输出反馈经UC3842控制占空比，从而使输出电压稳定。反激电路中开关管开通原边线圈储存能量，副边不导通。原边关断时，线圈储存的能量通过互感向负载提供能量。输出电压反馈由TL431和光耦构成，当输出稳定时，有一个稳定的电流；当输出电压增大时，TL431分流增加，发光二极管亮度改变，使三级管电流改变，致使开关管控制导通占空比改变，从而使输出电压减小。另外，芯片UC3842引脚接一电流反馈，通过控制分压值实现截流保护，防止输出过电流。 设计中，直流变压器的设计是重点，需要计算其原边电感，原副边匝数，铁芯的选择，根据这些参数构造电路图，计算各电容电阻值及二极管承受的反压，选择合适的型号。 论文先介绍了开关电源及反激式开关电源，然后介绍器件选型，再分部分介绍主电路、控制电路和保护电路，最后附表为选择时参数参考表和总电路图。

目录 前言 第一章开关电源概述 (1) 1.1开关电源综述 (1) 1.2反激式开关电源介绍 (2) 第二章总体方案的确定 (2) 2.1总体设计思路及框图 (2) 2.2仿真原理图 (3) 第三章具体电路设计 (5) 3.1EMI滤波电路 (5) 3.2整流滤波电路设计 (6) 3.3高频变压器的设计 (7) 3.4控制反馈电路的设计 (15) 3.5保护电路的设计 (17) 3.6输出侧滤波电路设计 (18) 第四章电路仿真与结果 (19) 4.1 EMI滤波电路 (19) 4.2整流电路 (21) 4.3反激型电路 (22) 4.4反馈电路 (23) 4.5总电路 (24) 心得体会 (25) 参考文献 (26)

PCB布线规则详解

1 电源、地线的处理既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能 下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证 产品的质量。对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作 以表述：众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是： 地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～ 0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为 1.2～ 2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) 用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。 2、数字电路与模拟电路的共地处理现在有许多PCB 不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要

考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间 互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。 3、信号线布在电（地）层上在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会 给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。首先应考虑用电源层，其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。 4、大面积导体中连接腿的处理在大面积的接地（电）中，常用元器件的腿与其连接，对连接腿的处理需要进行综合的考虑，就

PCB布局、布线基本细则

PCＢ布局、布线基本原则 一、元件布局基本规则 1．按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路 分开; 2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.２７mm 内不得贴装元、器件， 螺钉等安装孔周围３.5mm（对于M2.５)、４mm(对于M3）内不得贴 装元器件;?3. 卧装电阻、电感(插件）、电解电容等元件的下方 避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路;?4. 元器件的外 侧距板边的距离为5mm; 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm; 6. 金属壳体元器件和金属件(屏蔽盒等)不能与其它元器件相碰， 不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装 孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于３mm； 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布;?8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条

接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接 器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆 设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插 头的插拔；?9．其它元器件的布置:?所有ＩＣ元件单边对齐，有 极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方 10、板面布线应疏密得 向，出现两个方向时,两个方向互相垂直；? 当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充,网格大于8miｌ（或 0.2mm)；? 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚 焊。重要信号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致,封装方向一致;?１3、有极性的 器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。 二、元件布线规则 1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内,以及安装孔周围１ｍｍ内，禁止布线;? 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil;cｐｕ入出线不应低于10mil（或8mil）；线间距不低于10mｉｌ； ３、正常过孔不低于30miｌ; 4、双列直插:焊盘６0mil,孔径40ｍｉl； 1/４W电阻：５1＊55ｍｉl(080５表贴）;直插时焊盘6２ｍｉl，孔径４2mｉl；无极电容: 51*５５ｍil(0805表贴）;直插时焊盘５0mil，孔径2８mil; 5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状,以及信号线不能出现回环走线。 如何提高抗干扰能力和电磁兼容性 1、下面的在研制带处理器的电子产品时,如何提高抗干扰能力和电磁兼容性??? 一些系统要特别注意抗电磁干扰： (1)微控制器时钟频率特别高,总线周期特别快的系统。 ?(２) 系统含有大功率，大电流驱动电路,如产生火花的继电器，大电流开关等。?（3）含微弱模拟信号电路以及高精度Ａ/D变换电路的系统。? ２、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施: (1) 选用频率低的微控制器:?

开关电源的PCB布局走线

首先从开关电源的设计及生产工艺开始描述吧，先说说印制板的设计。开关电源工作在高频率，高脉冲状态，属于模拟电路中的一个比较特殊种类。布板时须遵循高频电路布线原则。 1、布局：脉冲电压连线尽可能短，其中输入开关管到变压器连线，输出变压器到整流管连接线。脉冲电流环路尽可能小如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负。输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变 压器电路中X电容要尽量接近开关电源输入端，输入线应避免与其他电路平行，应避开。 Y电容应放置在机壳接地端子或FG连接端。共摸电感应与变压器保持一定距离，以避免磁偶合。如不好处理可在共摸电感与变压器间加一屏蔽，以上几项对开关电源的EMC性能影响较大。 输出电容一般可采用两只一只靠近整流管另一只应靠 近输出端子，可影响电源输出纹波指标，两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容。发热器件要和电解电容保持一定距离，以延长整机寿命，电解电容是开关电源寿命的瓶劲，如变压器、功率管、大功率电阻要和电解保持距离，电解之间也须留出散热空间，条件允许可将其放置在进风口控制部分要注意：高阻抗弱信号电路连线要尽量短如取样反馈环路，在处理时要尽量避免其受干扰、电流取样信号

电路，特别是电流控制型电路，处理不好易出现一些想不到的意外，其中有一些技巧 现以3843电路举例见图（1）图一效果要好于图二，图二在满载时用示波器观测电流波形上明显叠加尖刺，由于干扰限流点比设计值偏低，图一则没有这种现象、还有开关管驱动信号电路，开关管驱动电阻要靠近开关管，可提高开关管工作可靠性，这和功率 MOSFET高直流阻抗电压驱动特性有关。 下面谈一谈印制板布线的一些原则。 线间距：随着印制线路板制造工艺的不断完善和提高，一般加工厂制造出线间距等于甚至小于0.1mm已经不存在什么问题，完全能够满足大多数应用场合。考虑到开关电源所采用的元器件及生产工艺，一般双面板最小线间距设为

开关电源EMI设计-电源PCB设计要点

开关电源EMI设计-电源PCB设计要点 摘要：由于开关电源的开关特性，容易使得开关电源产生极大的电磁兼容方面的干扰，作为一个电磁兼容工程师，或则一个PCB layout 工程师必须了解电磁兼容问题的原因已经解决措施，特别是layout 工程师，需要了解如何避免脏点的扩大，本文主要介绍了电源PCB 设计的要点。 1，几个基本原理：任何导线都是有阻抗的；电流总是自动选择阻抗最小的路径；辐射强度和电流、频率、回路面积有关；共模干扰和大dv/dt 信号对地互容有关；降低EMI 和增强抗干扰能力的原理是相似的。 2，布局要按电源、模拟、高速数字及各功能块进行分区。 3，尽量减小大di/dt 回路面积，减小大dv/dt 信号线长度（或面积，宽度也不宜太宽，走线面积增大使分布电容增大，一般的做法是：走线的宽度尽量大，但要去掉多余的部分），并尽量走直线，降低其隐含包围区域，以减小辐射。 4，感性串扰主要由大di/dt 环路（环形天线），感应强度和互感成正比，所以减小和这些信号的互感（主要途径是减小环路面积、增大距离）比较关键；容性串扰主要由大dv/dt 信号产生，感应强度和互容成正比，所有减小和这些信号的互容（主要途径是减小耦合有效面积、增大距离，互容随距离的增大降低较快）比较关键。 5，尽量利用环路对消的原则来布线，进一步降低大di/dt 回路的面积，如图1 所示（类似双绞线利用环路对消原理提高抗干扰能力，增大传输距离）：

图1 ，环路对消（boost 电路的续流环） 6，降低环路面积不仅降低了辐射，同时还降低了环路电感，使电路性能更佳。 7，降低环路面积要求我们精确设计各走线的回流路径。 8，当多个PCB 通过接插件进行连接时，也需要考虑使环路面积达到最小，尤其是大di/dt 信号、高频信号或敏感信号。最好一个信号线对应一条地线，两条线尽量靠近，必要时可以用双绞线进行连接（双绞线每一圈的长度对应于噪声半波长的整数倍）。如果大家打开电脑机箱，就可以看到主板到前面板USB 接口就是用双绞线进行连接，可见双绞线连接对于抗干扰和降低辐射的重要性。 9，对于数据排线，尽量在排线中多安排一些地线，并使这些地线均匀分布在排线中，这样可以有效降低环路面积。 10，有些板间连接线虽然是低频信号，但由于这些低频信号中含有大量的高频噪声（通过传导和辐射），如果没有处理好，也很容易将这些噪声辐射出去。 11，布线时首先考虑大电流走线和容易产生辐射的走线。 12，开关电源通常有4 个电流环：输入、输出、开关、续流，（如图2 ）。其中输入、输出两个电流环几乎为直流，几乎不产生emi ，但容易受干扰；开关、续流两个电流环有较大的di/dt ，需要注意。如果输入、输出两个电容用多

pcb布局布线技巧及原则

pcb布局布线技巧及原则 pcb布局布线技巧及原则 [ 2018-11-16 0:19:00 | By: lanzeex ] PCB 布局、布线差不多原则 一、元件布局差不多规则 1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采纳就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开； 2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围 3.5mm（关于 M2.5）、4mm（关于M3）内不得贴装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方幸免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路； 4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm； 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm； 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。专门应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座

及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔； 9. 其它元器件的布置： 所有IC 元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，显现两个方向时，两个方向互相垂直； 10、板面布线应疏密得当，当疏密差不太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或0.2mm)； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。 二、元件布线规则 1、画定布线区域距PCB 板边≤1mm 的区域内，以及安装孔周围1mm 内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu 入出线不应低于10mil（或8mil）；线间距不低于10mil； 3、正常过孔不低于30mil； 4、双列直插：焊盘60mil，孔径40mil； 1/4W 电阻： 51*55mil（0805 表贴）；直插时焊盘62mil，孔径42mil；无极电容： 51*55mil（0805 表贴）；直插时焊盘50mil，孔径28mil；5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能显现回环走线。如何提高抗干扰能力和电磁兼容性 在研制带处理器的电子产品时，如何提高抗干扰能力和电磁兼容性？

PCB板布局布线基本规则

一、元件布局基本规则 1.按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开； 2.定位孔、标准孔等非安装孔周围 1."27mm内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围 3."5mm（对于M 2."5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件； 3.卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路； 4.元器件的外侧距板边的距离为5mm； 5.贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 6.金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm； 7.发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8.电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。 特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔； 9.其它元器件的布置： 所有IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直；

10、"板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或 0."2mm)； 11、"贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过； 12、"贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、"有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。 二、元件布线规则 1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线； 2、"电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil（或8mil）；线间距不低于10mil； 3、正常过孔不低于30mil； 4、双列直插： 焊盘60mil，孔径40mil； 1/4W电阻：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘62mil，孔径42mil； 无极电容：51*55mil（0805表贴）；直插时焊盘50mil，孔径28mil； 5、注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线。 如何提高抗干扰能力和电磁兼容性 在研制带处理器的电子产品时，如何提高抗干扰能力和电磁兼容性？ 1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰： (1)微控制器时钟频率特别高，总线周期特别快的系统。

开关电源PCB设计实例

开关电源PCB设计实例 标签：开关电源PCB 印制电路板的制作 所有开关电源设计的最后一步就是印制电路板(PCB)的线路设计。如果这部分设计不当，PCB也会使电源工作不稳定，发射出过量的电磁干扰(EMI)。设计者的作用就是在理解电路工作过程的基础上，保证PCB设计合理。 开关电源中，有些信号包含丰富的高频分量，因而任何一条PCB引线都可能成为天线。引线的长和宽影响它的电阻和电感量，进而关系到它们的频率响应。即使是传送直流信号的引线，也会从邻近的引线上引入RF(射频)信号，使电路发生故障，或者把这干扰信号再次辐射出去。所有传送交流信号的引线要尽可能短且宽。这意味着任何与多条功率线相连的功率器件要尽可能紧挨在一起，以减短连线长度。引线的长度直接与它的电感量和电阻量成比例，它的宽度则与电感量和电阻量成反比。引线长度就决定了其响应信号的波长，引线越长，它能接收和传送的干扰信号频率就越低，它所接收到的RF(射频)能量也越大。 主要电流环路 每一个开关电源内部都有四个电流环路，每个环路要与其他环路分开。由于它们对PCB布局的重要性，下面把它们列出来： 1．功率开关管交流电流环路。 2．输出整流器交流电流环路。 3．输入电源电流环路。 4．输出负载电流环路。

图59a、b、c画出了三种主要开关电源拓扑的环路。 通常输入电源和负载电流环路并没有什么问题。这两个环路上主要是在直流电流上叠加了一些小的交流电流分量。它们一般有专门的滤波器来阻止交流噪声进入周围的电路。输入和输出电流环路连接的位置只能是相应的输入输出电容的接线端。输入环路通过近似直流的电流对输入电容充电，但它无法提供开关电源所需的脉冲电流。输入电容主要是起到高频能量存储器的作用。类似地，输出滤波电容存储来自输出整流器的高频能量，使输出负载环能以直流方式汲取能量。因此，输入和输出滤波电容接线端的放置很重要。如果输入或输出环与功率开关或整流环的连接没有直接接到电容的两端，交流能量就会从输入或输出滤波电容上流进流出，并通过输入和输出电流环“逃逸”到外面环境中。 功率开关和整流器的交流电流环路包含非常高的PWM开关电源典型的梯形电流波形。这些波形含有延展到远高于基本开关频率的谐波。这些交流电流的峰值有可能是连续输入或输出直流电流的2～5倍。典型的转换时间大约是50ns，因而这两个环路最有可能产生电磁干扰(EMI)。 在电源PCB制作中，这些交流电流环路的布线要在其他引线之前布好。每个环路由三个主要器件组成：滤波电容、功率开关管或整流器、电感或变压器。它们的放置要尽可能靠近。这些器件的方向也要确定好，以使它们之间的电流通路尽可能短。图60就

PCB布局布线基本原则

PCB布局、布线基本原则 亚洲电子研发中心 AIDONG 提供 一、元件布局基本规则 1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就 近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开； 2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围 3.5mm（对 于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件； 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳 体短路； 4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm； 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其 间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm； 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布； 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特 别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔； 9. 其它元器件的布置： 所有IC元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向，出现两个方向时，两个方向互相垂直； 10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或0.2mm)； 11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过； 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致； 13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。 二、元件布线规则 1、画定布线区域距PCB板边≤1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线； 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil

开关电源PCB设计要点及实例分析

开关电源PCB设计要点及实例分析 开关电源PCB设计要点及实例分析 开关电源PCB设计要点及实例分析 为了适应电子产品飞快的更新换代节奏，产品设计工程师更倾向于选择在市场上很容易采购到的AC/DC适配器，并把多组直流电源直接安装在系统的线路板上。由于开关电源产生的电磁干扰会影响到其电子产品的正常工作，正确的电源PCB设计就变得非常重要。开关电源PCB设计与数字电路PCB设计完全不一样。在数字电路排版中，许多数字芯片可以通过PCB软件来自动排列，且芯片之间的连接线可以通过PCB软件来自动连接。用自动排版方式排出的开关电源肯定无法正常工作。所以,设计人员需要对开关电源PCB设计基本规则和开关电源工作原理有一定的了解。 1 开关电源PCB设计基本要点 1.1 电容高频滤波特性 图1是电容器基本结构和高频等效模型。 图1 电容器结构和寄生等效串联电阻和电感 电容的基本公式是 C=Εrε0 （1）

式（1）显示，减小电容器极板之间的距离（D）和增加极板的截面积（A）将增加电容器的电容量。 电容通常存在等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL）二个寄生参数。图2是电容器在不同工作频率下的阻抗（ZC）。 图2 电容阻抗（ZC）曲线 一个电容器的谐振频率（F0）可以从它自身电容量（C）和等效串联电感量（LESL）得到，即 F0= （2） 当一个电容器工作频率在F0以下时，其阻抗随频率的上升而减小，即 ZC= （3） 当电容器工作频率在F0以上时，其阻抗会随频率的上升而增加，即 ZC=J2πfLESL（4） 当电容器工作频率接近F0时，电容阻抗就等于它的等效串联电阻（RESR）。 电解电容器一般都有很大的电容量和很大的等效串联电感。由于它的谐振频率很低，所以只能使用在低频滤波上。钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感，

pcb布线常用规则

布局操作的基本原则 1、遵照“先大后小，先难后易”的布置原则，即重要的单元电路、核心元器件应当优 先布局； 2、布局中应参考原理框图，根据单板的主信号流向规律安排主要元器件； 3、布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短，关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流，低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开；高频信号与低频信号分开；高频元器件的间隔要充分； 4、相同结构电路部分，尽可能采用“对称式”标准布局； 5、按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局； 器件布局栅格的设置，一般IC器件布局时，栅格应为50--100 mil,小型表面安装器件，如表面贴装元件布局时，栅格设置应不少于25mil； 6、发热元件要一般应均匀分布，以利于单板和整机的散热，除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件； 7、元器件的排列要便于调试和维修，亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间； 8、BGA与相邻元件的距离>5mm。其它贴片元件相互间的距离>0.7mm；贴装元件焊盘的 外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm； 9、IC去偶电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚，并使之与电源和

地之间形成的回路最短。 （电容器通过将高频信号旁路到地而实现去耦作用。因此，数字芯片电源引脚旁边100nF即0.1uF的小电容，你可以称之为去耦电容，也可以称之为旁路电容。去耦就是旁路，旁路不一定是去耦。） 10、不同厚度，不同宽度的铜箔的载流量见下表: 注： i. 用铜皮作导线通过大电流时，铜箔宽度的载流量应参考表中的数值降额50%去选择考虑。例如10A工作电流应按20A的载流量进行设计。 ii. 在PCB设计加工中，常用OZ（盎司）作为铜皮厚度的单位， 1 OZ铜厚的定义为 1 平方英尺面积内铜箔的重量为一盎，对应的物理厚度为35um； 2OZ 铜厚为70um。