為了適應(yīng)電子產(chǎn)品飛快的更新?lián)Q代節(jié)奏，產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師更傾向于選擇在市場上很容易采購到的AC／DC適配器，并把多組直流電源直接安裝在系統(tǒng)的線路板上。由于開關(guān)電源產(chǎn)生的電磁干擾會(huì)影響到其電子產(chǎn)品的正常工作，正確的電源PCB排版就變得非常重要。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了8點(diǎn)開關(guān)電源PCB排版的基本要點(diǎn)。

開關(guān)電源PCB布線的8個(gè)要點(diǎn)總結(jié)：

1)旁路瓷片電容器的電容不能太大，而它的寄生串聯(lián)電感應(yīng)盡量小，多個(gè)電容并聯(lián)能改善電容的阻抗特性；
 
2)電感的寄生并聯(lián)電容應(yīng)盡量小，電感引腳焊盤之間的距離越遠(yuǎn)越好；

3)避免在地層上放置任何功率或信號走線；

4)高頻環(huán)路的面積應(yīng)盡可能減??；

5)過孔放置不應(yīng)破壞高頻電流在地層上的路徑；

6)系統(tǒng)板上一小同電路需要不同接地層，小同電路的接地層通過單點(diǎn)與電源接地層相連接；
 
7)控制芯片至上端和下端場效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路環(huán)路要盡量短；
 
8)開關(guān)電源功率電路和控制信號電路元器件需要連接到小同的接地層，這二個(gè)地層一般都是通過單點(diǎn)相連接。

開關(guān)電源PCB排版與數(shù)字電路PCB排版完全不一樣。在數(shù)字電路排版中，許多數(shù)字芯片可以通過PCB軟件來自動(dòng)排列，且芯片之間的連接線可以通過PCB軟件來自動(dòng)連接。用自動(dòng)排版方式排出的開關(guān)電源肯定無法正常工作。所以，設(shè)計(jì)人員需要對開關(guān)電源PCB排版基本規(guī)則和開關(guān)電源工作原理有一定的了解。下面將為大家詳解。
 
開關(guān)電源PCB排版基本要點(diǎn)詳解（挑選了幾點(diǎn)，其余詳解大家可詳見：http://bbs.cntronics.com/thread-232232-1-1.html）

電容高頻濾波特性

圖1是電容器基本結(jié)構(gòu)和高頻等效模型。
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電容的基本公式是

式(1)顯示，減小電容器極板之間的距離(d)和增加極板的截面積(A)將增加電容器的電容量。電容通常存在等效串聯(lián)電阻(ESR)和等效串聯(lián)電感(ESL)二個(gè)寄生參數(shù)。

圖2是電容器在不同工作頻率下的阻抗(Zc)。

當(dāng)電容器工作頻率接近fo時(shí)，電容阻抗就等于它的等效串聯(lián)電阻(RESR)。
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電解電容器一般都有很大的電容量和很大的等效串聯(lián)電感。由于它的諧振頻率很低，所以只能使用在低頻濾波上。鉭電容器一般都有較大容量和較小等效串聯(lián)電感，因而它的諧振頻率會(huì)高于電解電容器，并能使用在中高頻濾波上。瓷片電容器電容量和等效串聯(lián)電感一般都很小，因而它的諧振頻率遠(yuǎn)高于電解電容器和鉭電容器，所以能使用在高頻濾波和旁路電路上。由于小電容量瓷片電容器的諧振頻率會(huì)比大電容量瓷片電容器的諧振頻率要高，因此，在選擇旁路電容時(shí)不能光選用電容值過高的瓷片電容器。為了改善電容的高頻特性，多個(gè)不同特性的電容器可以并聯(lián)起來使用。圖3是多個(gè)不同特性的電容器并聯(lián)后阻抗改善的效果。

電源排版基本要點(diǎn)1：旁路瓷片電容器的電容不能太大，而它的寄生串聯(lián)電感應(yīng)盡量小，多個(gè)電容器并聯(lián)能改善電容的高頻阻抗特性。
 
圖4顯示了在一個(gè)PCB上輸入電源(Vin)至負(fù)載(RL)的不同走線方式。為了降低濾波電容器(C)的ESL，其引線長度應(yīng)盡量減短；而Vin。正極至RL和Vin負(fù)極至R1的走線應(yīng)盡量靠近。

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高頻環(huán)路

開關(guān)電源中有許多由功率器件所組成的高頻環(huán)路，如果對這△環(huán)路處嬋得不好的話，就 會(huì)對電源的正常工作造成很大影響。為了減小高頻路所產(chǎn)生的電磁波噪音，該環(huán)路的面積應(yīng)該控制得非常小。如圖l1(a)所示，高頻電流環(huán)路面積很大，就會(huì)在環(huán)路的內(nèi)部和外部產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁于擾。同樣的高頻電流，當(dāng)環(huán)路面積設(shè)計(jì)得非常小時(shí)，如圖11(b)所示，環(huán)路內(nèi)部和外部電磁場互相抵消，整個(gè)電路會(huì)變得非常安靜。

 

電源排版基本要點(diǎn)4：高頻環(huán)路的面積應(yīng)盡可能減小。
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過孔和焊盤放置
 
許多設(shè)計(jì)人員喜歡在多層PCB卜放置很多過孔(VIAS)。但是，必須避免在高頻電流返同路徑上放置過多過。否則，地層上高頻電流走線會(huì)遭到破壞。如果必須在高頻電流路徑上放置一些過孔的活，過孔之間可以留出一空間讓高頻電流順利通過，圖12顯示了過孔放置方式。

 

電源排版基本要點(diǎn)5過孔放置不應(yīng)破壞高頻電流在地層上的流經(jīng)。

設(shè)計(jì)者同時(shí)應(yīng)注意不同焊盤的形狀會(huì)產(chǎn)生不同的串聯(lián)電感。下圖顯示了幾種焊盤形狀的串聯(lián)電感值。

 

旁路電容(Decouple)的放置也要考慮到它的串聯(lián)電感值。旁路電容必須是低阻抗和低ESL乩的瓷片電容。但如果一個(gè)高品質(zhì)瓷片電容在PCB上放置的方式不對，它的高頻濾波功能也就消失了。下圖顯示了旁路電容正確和錯(cuò)誤的放置方式。

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電源直流輸出
 
許多開關(guān)電源的負(fù)載遠(yuǎn)離電源的輸出端口。為了避免輸出走線受電源自身或周邊電子器件所產(chǎn)生的電磁下擾，輸出電源走線必須像圖(b)那樣靠得很近，使輸出電流環(huán)路的面積盡可能減小。

 

地層在系統(tǒng)板上的分隔
 
新一代電子產(chǎn)品系統(tǒng)板上會(huì)同時(shí)有模擬電路、數(shù)字電路、開關(guān)電源電路。為了減小開關(guān)電源噪音對敏感的模擬和數(shù)字電路的影響，通常需要分隔不同電路的接地層。如果選用多層PCB，不同電路的接地層可由不同PCB板層來分隔。如果整個(gè)產(chǎn)品只有一層接地層，則必須像圖中那樣在單層中分隔。無論是在多層PCB上進(jìn)行地層分隔還是在單層PCB 上進(jìn)行地層分隔，不同電路的地層都應(yīng)該通過單點(diǎn)與開關(guān)電源的接地層相連接。

電源PCB排版基本要點(diǎn)6：系統(tǒng)板上不同電路需要不同接地層，不同電路的接地層通過單點(diǎn)與電源接地層相連接。

由于更多的“電源PCB排版基本要點(diǎn)詳解與實(shí)例講解”篇幅過大，想要了解全面的大家可以下載附件學(xué)習(xí)：http://bbs.cntronics.com/thread-232232-1-1.html

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