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高频开关电源PCB布局与布线技巧

高频开关电源PCB布局与布线技巧
高频开关电源PCB布局与布线技巧

高频开关电源PCB布局与布线技巧

目前的交换式稳压器和电源设计更精巧、性能也更强大,但其面临的挑战之一,在于不断加速的开关频率使得PCB设计更加困难。PCB布局正成为区分一个开关电源设计好坏的分水岭。本文将就如何在第一次就实现良好PCB布局提出建议。

以一个将24V降为3.3V的3A交换式稳压器为例。乍看之下,一个10W稳压器不会太困难,所以设计师通常会忍不住直接进入建构阶段。

不过,在采用像美国国家半导体的Webench等设计软件后,我们可观察该构想实际上会遭遇哪些问题。输入上述要求后,Webench会选出该公司‘Simpler Switcher’系列的LM25576(一款包括3A FET的42V输入组件)。它采用的是带散热垫的TSSOP-20封装。

Webench选项包括对体积或效率的设计最佳化,这些均为单一选项。即高效率要求低开关频率(降低FET内的开关损耗)。因此需要大容量的电感和电容,因而需更大PCB空间。

注意:最高效率是84%,且此最高效率是当输入-输出间的压差很低时实现的。此例中,输入/输出比率大于7。一般情况,用两个级降低级-级比率,但透过两个稳压器得到的效率不会更好。

接着,我们选择最小PCB面积的最高开关频率。高开关频率最可能在布局方面产生问题。随后Webench产生包含所有主动和被动组件的电路图。

电路设计

参考图1的电流通路:把FET在导通状态下流经的通路标记为红色;把FET在关断状态下的回路标记为绿色。我们观察到两种不同情况:两种颜色区域和仅一种颜色的区域。我们必须特别关注后一种情况,因为此时电流在零以及满量程电压间交替变化。这些均为高di/dt区域。

图1

高di/dt的交流电在PCB导线周围产生大量磁场,该磁场是该电路内其它组件甚至同一或邻近PCB上其它电路的主要干扰源。由于假设公共电流路径不是交流电,因此它不是关键路径,di/dt的影响也小得多。另一方面,随着时间变化,这些区域的负载更大。本例中,从二极管阴极到输出以及从输出地到二极管阳极是公共通路。当输出电容充放电时,该电容具有极高的di/dt。连接输出电容的所有线路必须满足两个条件:由于电流大,它们要宽;为最小化di/dt 影响,它们必须尽量短。

图2

事实上,设计师不应采用把导线从V out和接地引至电容的所谓传统布局方法。这些导线应是流经大交流电的。将输出和接地直接连至电容端子是更好的方法。因此,交替变化的电流仅展现在电容上。连接电容的其它导线现在流经的几乎是恒定电流,且与di/dt相关的任何问题都已被解决。

图3

接地是另一个经常发生误解之处。简单地在‘level 2’放置一个地平面并将全部接地连接连至其上并不会获得好的结果。

图4

让我们看看为什么。我们的设计范例显示,有高达3A的电流必须从接地流回到源端(一个24V 汽车电池或一个24V电源)。在二极管、COUT、CIN和负载的接地连接处会有大电流。而交

换式稳压器的接地连接流经的电流小。同样情况也适用于电阻分压器的接地参考。若上述全部接地接脚都连至一个地平面,我们会遇到接地弹跳(ground bouncing)。虽然很小,但电路中的感应点(如藉以获得反馈电压的电阻分压器)将不会有稳定的参考接地。这样,整个稳压精密度将受到极大影响。实际上,我们甚至会从隐藏在level 2的地平面中得到‘震铃(ringing)’,而该震铃非常难以定位。

图5

另外,大电流连接必须用到连接地平面的过孔,而过孔是另一个干扰和噪声源。把CIN接地连接作为电路输入和输出侧所有大电流接地导线的星节点是更好的方案。星节点连接地平面及两个小电流接地连接(IC和分压器)。

图6

现在地平面很洁净:没有大电流、没有地弹跳。所有大电流地是以星型与CIN地连接起来的。所有设计师必须做的是使接地导线(全部在PCB的第一层)尽可能短而粗。在这种背景下,若节省铜,基本上不会获得好结果。

布线技巧

布线手法会为电阻分压器带来差别。该导线从COUT连至电阻分压器,其接地回到COUT。我们必须确保该回路不会形成一个开放区域。开放区域会产生接收天线的作用。若我们能保证导线下的地平面是没被干扰的,则由导线和其下的接地以及level 1和level 2间形成的区域应是不受干扰的。现在,我们可得知为何接地不应放在level 4,因为距离显着增加了。

另一种方式是电阻分压器的地连接可布线至level 1,使两条导线平行并尽可能靠近以使区域更小。这些观察适用于讯号流经的全部导线:传感器连接、放大器输出、ADC或音讯功率放大器的输入。对每个模拟讯号,都要处理得使其不太容易导入噪声。

只要有可能,就尽量最小化开放区域的这个要求,对低阻抗导线也同样适用;在这种情况下,我们有一个向PCB其它部份或其它设备发射干扰讯号的潜在源(天线)。注意:就开放区域来说是越小越好。

以下两条导线也很关键:从IC的开关输出到二极管和电感节点;从二极管到该节点。这两条导线都有很高的di/dt:无论是开关导通还是二极管流过电流,所以这些导线应尽可能短而粗。从节点到电感以及从电感到COUT的导线就不那么关键。在本例中,电感电流相对恒定且变化缓慢。我们所要做的是确保它是低阻抗点以最小化压降。

实际布局

我们看一下好的布局(下面)。主要组件是一款与外接FET一起使用的MSOP-8封装控制器。观察CIN附近的空间。注意:该电容的接地点直接连至二极管阳极。你无法使‘电源地’内的导线过短!FET[SW]应向上移动几毫米以缩短阴极-电感-FET导线。

COUT区域是看不到的。但我们可观察到电阻分压器(FB1-FB2)非常接近该IC。FB2与另一个地平面连接,IC的地接脚也一样处理。利用三个过孔把‘讯号’地连至地平面,而‘电源’地也是利用三个过孔连接PCB的GND接脚。这样,‘讯号’地就不会‘看’到‘电源’地的任何接地弹跳。若你遵循几个简单规则(本文仅讨论了其中一些),则你的PCB布局将不会遇到麻烦。在动手布局前,仔细思考PCB布局将事半功倍,有助于节省处理开关电源异常所需花费的时间。

图7

节点阻抗

应检查高阻抗节点,因为它们很容易被干扰。

最关键节点是IC的反馈接脚,其讯号取自电阻分压器。FB接脚是放大器(如LM25576)或比较器的输入(如采用磁滞稳压器的场合)。在两种情况,FB点的阻抗都相当高。因此,电阻分压器应放置在FB接脚的右侧,从电阻分压器中间连一条短导线到FB。从输出到电阻分压器的导线是低阻抗,且可用较长导线连至电阻分压器。此处的重点是布线方法而非导线长度。其它节点就不是如此关键了。所以不必忧虑开关节点、二极管、COUT、开关IC的VIN接脚或CIN。

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

开关电源原理分类与布线规则

开关电源原理及分类 1、12V/5V两路输出开关电源. (1)原理图设计(参考PI软件给出的解决方案)(拓扑图) 采用反激式。 主回路—开关电源中,功率电流流经的通路。主回路一般包含了开关电源中的开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有功率器件,以及供电输入端和负载端。 开关电源(直流变换器)的类型很多,在研究开发或者维修电源系统时,全面了解开关电源主回路的各种基本类型,以及工作原理,具有极其重要的意义。 开关电源主回路可以分为隔离式及非隔离式两大类型。 1。非隔离式电路的类型: 非隔离——输入端及输出端电气相通,没有隔离. 1。1. 串联式结构 串联——在主回路中开关器件(下图中所示的开关三极管T)及输入端、输出端、电感器L、负载RL四者成串联连接的关系。 开关管T交替工作于通/断两种状态,当开关管T导通时,输入端电源通过开关管T及电感器L对负载供电,并同时对电感器L充电,当开关管T关断时,电感器L中的反向电动势使续流二极管D自动导通,电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路,对负载R继续供电,从而保证了负载端获得连续的电流。 串联式结构,只能获得低于输入电压的输出电压,因此为降压式变换。例如buck拓扑型开关电源就是属于串联式的开关电源 c:\iknow\docshare\data\cur_work\

上图是在图1-1—a电路的基础上,增加了一个整流二极管和一个LC滤波电路。其中L 是储能滤波电感,它的作用是在控制开关K接通期间Ton限制大电流通过,防止输入电压Ui直接加到负载R上,对负载R进行电压冲击,同时对流过电感的电流iL转化成磁能进行能量存储,然后在控制开关T关断期间Toff把磁能转化成电流iL继续向负载R提供能量输出;C是储能滤波电容,它的作用是在控制开关K接通期间Ton把流过储能电感L的部分电流转化成电荷进行存储,然后在控制开关K关断期间Toff把电荷转化成电流继续向负载R 提供能量输出;D是整流二极管,主要功能是续流作用,故称它为续流二极管,其作用是在控制开关关断期间Toff,给储能滤波电感L释放能量提供电流通路. 在控制开关关断期间Toff,储能电感L将产生反电动势,流过储能电感L的电流iL 由反电动势eL的正极流出,通过负载R,再经过续流二极管D的正极,然后从续流二极管D 的负极流出,最后回到反电动势eL的负极。 对于图1-2,如果不看控制开关T和输入电压Ui,它是一个典型的反г型滤波电路,它的作用是把脉动直流电压通过平滑滤波输出其平均值。串联式开关电源输出电压uo的平均值Ua为: 1.2. 并联式结构 并联——在主回路中,相对于输入端而言,开关器件(下图中所示的开关三极管T)及输出端负载成并联连接的关系。 开关管T交替工作于通/断两种状态,当开关管T导通时,输入端电源通过开关管T对电感器L充电,同时续流二极管D关断,负载R靠电容器存储的电能供电;当开关管T关断时,续流二极管D导通,输入端电源电压及电感器L中的自感电动势正向叠加后,通过续流二极管D对负载R供电,并同时对电容器C充电。

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

反激式开关电源PCB设计要点

反激式开关电源PCB设计要点 反激电源整体原理图如图1所示。 图1开关电源从市电火线L和零线N进来后,有一个电流较大的保险管,如图1所示。这是因为板子上有其他市电交流负载,如交流电机等,当负载电流过大时,保护电路。该保险管电流参数需要根据实际负载功率计算选择。保险管后有一个压敏电阻(如图2所示),用于抑制浪涌和瞬时尖峰电压,当其两端电压高于其阈值时,压敏电阻值迅速下降,从而流过大电流,保护后级电路。在压敏电阻后又有一个电流较小的保险管(如图2所示),这才是真正针对板子开关电源的过流保护,防止电源电流过大,保护电路。保险管后的NTC电阻(如图2所示),用于抑制开机时的浪涌电流,因为刚开机时,NTC温度较低,电阻值很大,抑制电流过大;当在电流作用下,NTC电阻温度升高,电阻值下降到很小,不影响正常工作电流。安规X电容(如图2所示)用于滤除市电的差模干扰,其后的3个电阻主要用于给X电容放电,以符合安规要求,防止在切断市电输入时,人手触摸到金属

端子有触电感。使用多个电阻的原因是分散承受电压和功率。共模电感(如图2所示)用于滤除共模干扰电流。 图2输入电容EC1在行业上有个3uF/W的通用原则,但需要注意的是该功率是输入功率而非输出功率,假设输出功率12W,效率为80%,则输入功率为15W,则输入电容至少为45uF,如图8所示。由于反激电源演变自Buck-Boost,其输入回路和输出回路均是电流不连续路径,因此均要控制回路面积越小越好。输入电容EC1要靠近电源芯片,如图3所示。同理,输出整流二极管和输出电容也应该靠近变压器。

图3RCD钳位电路用于吸收开关管关断时的Vds高压,防止损坏MOS 管(电源芯片)。Layout时需将电容靠近变压器,电阻次之,如图4所示。

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?

开关电源PCB制版布线基本要求详解

开关电源PCB排版基本要点 作者:瑞士商升特股份有限公司上海代表处 周琛 发布时间:2006-10-14 10:50 出处:https://www.wendangku.net/doc/6b9018464.html, 摘要:开关电源PCB排版是开发电源产品中的一个重要过程。许多情况下,一个在纸上设计得非常完美的电源可能在初次调试时无法正常工作,原因是该电源的PCB排版存在着许多问题.详细讨论了开关电源PC B排版的基本要点,并描述了一些实用的PCB排版例子。 关键词:PCB排版;开关电源 引言 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排版就变得非常重要。开关电源PCB排版与数字电路PCB排版完全不一样。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,没计人员需要对开关电源PCB排版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排版基本要点 l.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。 电容的基本公式是 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)。 一个电容器的谐振频率(fo)可以从它自身电容量(C)和等效串联电感量(LESL)得到,即 当一个电容器工作频率在fo以下时,其阻抗随频率的上升而减小,即 当电容器工作频率在fo以上时,其阻抗会随频率的上升而增加,即 当电容器工作频率接近fo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,因而它的谐振频率会高于电解电容器,并能使用在中高频滤波上。瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小,因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器,所以能使用在高频滤波和旁路电路上。由于小电容量瓷片电容器的谐振频率会比大电容量瓷片电容器的谐振频率要高,因此,在选择旁路电容时不能光选用电容值过高的瓷片电容器。为了改善电容的高频特性,多个不同特性的电容器可以并联起来使用。图3是多个不同特性的电容器并联后阻抗改善的效果。

PCB电路板布局技巧

PCB电路板布局技巧

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;

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

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

开关电源布线注意事项

上期我们谈到了布局方面的注意事项,对于layout 工程师来说电源模块布局完成时,布线也就基本已经规划好,布局做好,布线自然水到渠成。 如下图1所示原理图: 图1 从原理图中我们可以看到a:主电流通道(红色)b:地的区别(电源地、信号地、其他信号地)c:反馈通道(蓝色)d:续流回路。 对于上述开关电源的布线的处理时,我们还是有以下事项需要注意: 开关管部分: 尽量粗短,一般用铺铜实现,考虑大电流通道。 输入输出滤波:注意到电源平面的过孔数目和位置,在滤波电容之后。 输入输出的地:用大铜皮连接到一起,多打地孔到平面(开关管特殊要求除外)。

控制电路的地:模拟地,与大电流地分开,单点接地。 控制电路的采样:模拟信号,采样点在输出滤波之后,如果有电流采样和电压采样,布成差分线的紧耦合形式,采样线尽量短,减小受干扰的空间。 控制电路的调制输出:模拟信号,不要在开关管下走长线,远离大电流的电源和地等区域。 下面我们还是借用芯片的datasheet图例来一起看一下开关电源布线的一些注意事项,如下图2所示: 图2:某电源芯片layout guide 从datasheet要求来看主要需要我们注意: 1.输入输出回路尽量小满足载流且满足共地。 2.模拟地与大电流地分开,单点接地。 3.反馈信号处理以及芯片散热等。 在我们的实际设计应用中对于上述开关电源电路可能会进行优化调整如图3所示原理图,其主要核心部分还是一致,如图3所示是该模块原理图和布线展示的示例:

图3.1:SCH 图3.2:布线展示 我们可以从布线展示图中可以看到基本按照layout guide设计,但我们还需要注意以下细节:大电流通道滤波电路孔的位置和数量;输入输出地的铺铜共地连接;采样电路避免受干扰;芯片模拟地与大电流地的区分与单点相连,以及芯片的散热! 接着上期的“IPC”PCB设计大赛的开关电源,如下图4原理图和布线展示: 图4-1:原理图

开关电源的PCB布线要求

开关电源的PCB布线设计 开关电源PCB排版是开发电源产品中的一个重要过程。许多情况下,一个在纸上设计得非常完美的电源可能在初次调试时无法正常工作,原因是该电源的PCB排版存在着许多问题. 0、引言 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排版就变得非常重要。开关电源PCB排版与数字电路PCB排版完全不一样。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,没计人员需要对开关电源PCB排版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排版基本要点 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。 电容的基本公式是 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)。

一个电容器的谐振频率(fo)可以从它自身电容量(C)和等效串联电感量(LESL)得到,即 当一个电容器工作频率在fo以下时,其阻抗随频率的上升而减小,即 当电容器工作频率在fo以上时,其阻抗会随频率的上升而增加,即 当电容器工作频率接近fo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,因而它的谐振频率会高于电解电容器,并能使用在中高频滤波上。瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小,因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器,所以能使用在高频滤波和旁路电路上。由于小电容量瓷片电容器的谐振频率会比大电容量瓷片电容器的谐振频率要高,因此,在选择旁路电容时不能光选用电容值过高的瓷片电容器。为了改善电容的高频特性,多个不同特性的电容器可以并联起来使用。图3是多个不同特性的电容器并联后阻抗改善的效果。

PCB布线的基本原则

PCB布线的基本原则 一位同事负责布的一块步进电机驱动板,性能指标老是达不到文档提到的性能,虽然能用,大电流丢步,高速上不去,波形差,在深入分析之后发现违背了一些PCB布线的基本原则,修改之后性能就非常好,这让我再一次的感受到PCB布线的重要性,尤其是我们经常做大功率电源、传感器这类对PCB布线要求极为严格的。 前几天在MSOS群中,网友“嗡嗡”提出PCB布线问题,我有感于之前步进电机布线引起的问题,把这个PCB布线用常识来理解,通俗易懂、避开电路回路、电磁场传输线等高深复杂,越讲越讲不清的东西,从根本上让大家明白怎么回事,不被一些专业术语约束,获得群内网友的认同。 PCB布线,就是铺设通电信号的道路连接各个器件,这好比修道路,连接各个城市通汽车,完全一回事。 道路建设要求一去一回两条线,PCB布线同样道理,需要形成一个两条线的回路,对于低频电路角度上讲,是回路,对于高速电磁场来讲,是传输线,最常见的如差分信号线。比如USB、网线等。对于传输线的阻抗特性等,本文不做进一步讲解。 可以说,差分信号线,是连接器件信号的理想模型。对信号要求越高的,越要靠近差分信号线。 当一块板子器件非常多,若都按差分线布,一是PCB的面积太大,二是要布2N条线,工作量太大,难度也很大,于是人们针对实际需求提出了多层PCB的概念,最典型的就是双面PCB板。把底部一层作为公共的参考回路,这样布线只需要布N+1根即可,PCB版面也大大缩小。

公共参考回路,也就是大家常说的参考地,针对大部分嵌入式行业来说,信号因为数字化后对信号质量要求不是很高,这样采用整层的参考地,可以缩小板面,又提高效率,大大节约了时间,深受大家喜欢。实际上缩小板面就是缩短信号线长度,也可以部分抵消因为参考地引起的信号质量下降问题,所以在实际中,这种引入参考地的PCB布线效果,基本接近差分线理想模型。到了今天,我们都习惯于这种方式,似乎PCB布线,就是要有一层参考地,没有为什么。 在双面板设计中,因为经常有交叉线存在,需要跳线到地层做交叉线交换,这个需要特别指出的是,这个跳线不能太长,若太长,容易分割参考地,尤其是对于一些信号质量要求高的线,底部的参考地不能被分割,。否则信号的回路被完全破坏,参考地失去了意义。所以一般的讲,参考地层只适合做信号线的短跳线用,信号线尽量布顶层,或者引入更多层的PCB板。 路与路之间靠的太近容易出现影响,比如坐高铁的时候,感觉的到对面开来火车对自己所坐火车的影响。信号线也一样,不能靠的太近,若信号线与信号线之间是平行的,一定要保持一定的距离,这个以实验为准,并且底部要有很好的参考地。低频小信号下,一般影响不是很大,高频强信号是需要注意的。 对于高频、大电流方面的PCB布线,比如开关电源等,最忌讳的就是驱动信号被输出强电流、强电压干扰。MOS管的驱动信号,很容易受输出强电流的影响,两者要保持一定的距离,不要靠的太近。模拟音响时代,运放放大倍数过高,就会出现自激效应,原因同MOS 管一样。 PCB布线的载体是PCB板,一般参考地跟PCB板边离1mm附近,信号线离参考地边缘1mm 附近,这样把信号都约束在PCB板内,可以降低EMC辐射。 当对PCB设计还没有概念的,就多想想我们日常的道路,两者完全一致。

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

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

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

开关电源的PCB布局布线设计

开关电源的PCB布局布线设计 开关电源(SMPS,Switched-Mode Power Supply)是一种非常高效的电源变换器,其理论值更是接近100%,种类繁多。按拓扑结构分,有Boost、Buck、Boost-Buck、Charge-pump等;按开关控制方式分,有PWM、PFM;按开关管类别分,有BJT、FET、IGBT等。本次讨论以数据卡电源管理常用的PWM控制Buck、Boost型为主。 开关电源的主要部件包括:输入源、开关管、储能电感、控制电路、二极管、负载和输出电容。目前绝大部分半导体厂商会将开关管、控制电路、二极管集成到一颗CMOS/Bipolar 工艺的电源管理IC中,极大简化了外部电路。其中储能电感作为开关电源的一个关键器件,对电源性能的好坏有重要作用,同时也是产品设计工程师重点关注和调试的对象。随着像手机、PMP、数据卡为代表的消费类电子设备的尺寸正朝着轻、薄、小巧、时尚的趋势发展,而这正与产品性能越强所要的更大容量、更大尺寸的电感和电容矛盾。因此,如何在保证产品性能的前提下,减小开关电源电感的尺寸(所占据的PCB面积和高度)是本文要讨论的一个重要命题,设计者将不得不在电路性能和电感参数间进行折中(Tradeoff)。 任何事物都具有两面性,开关电源也不例外。坏的PCB布局布线设计不但会降低开关电源的性能,更会强化EMC、EMI、地弹(grounding)等。在对开关电源进行布局布线时应注意的问题和遵循的原则也是本文要讨论的另一重要命题。 一、开关电源占空比D、电感值L、效率η公式推导 Buck型和Boost型开关电源具有不同的拓扑结构,本文将使用如图1-1、1-2所示的电路参考模型: 参考电路模型默认电感的DCR(Direct Constant Resistance)为零。 Buck/Boost型开关电源,伴随开关管的开和关,储能电感的电流波形如图1-3所示:

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:?

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