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開(kāi)關(guān)電源電路板PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)(下)

發(fā)布時(shí)間 :2017-05-02 14:19 閱讀 : 來(lái)源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCB設(shè)計(jì)部
二、走線原則
1、小信號(hào)走線要盡量遠(yuǎn)離大電流走線,兩者不要靠近平行走線,如果無(wú)法避免平行的話,也要拉開(kāi)足夠的距離,避免小信號(hào)走線受到干擾。
小信號(hào)走線要盡量遠(yuǎn)離大電流走線,兩者不要靠近平行走線
圖6
 
2、關(guān)鍵的小信號(hào)走線,如電流取樣信號(hào)線和光耦反饋的信號(hào)線等,盡量減小回路包圍的面積。
關(guān)鍵的小信號(hào)走線,如電流取樣信號(hào)線和光耦反饋的信號(hào)線等,盡量減小回路包圍的面積。
圖7
 
3、相鄰之間不應(yīng)有過(guò)長(zhǎng)的平行線(當(dāng)然同一電流回路平行走線是可以的),上下層走線盡量采用交叉用垂直方式,走線不要突然拐角(即:≤90°),直角、銳角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能。
相鄰之間不應(yīng)有過(guò)長(zhǎng)的平行線(當(dāng)然同一電流回路平行走線是可以的),上下層走線盡量采用交叉用垂直方式,走線不要突然拐角(即:≤90°),直角、銳角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能
圖8
 
4、功率回路和控制回路要注意分開(kāi),采用單點(diǎn)接地方式,如圖9和圖10所示。
初級(jí)PWM控制IC周?chē)脑拥亟又罥C的地腳,再?gòu)牡啬_引出至大電容地線,然后與功率地連接。次級(jí)TL431周?chē)脑拥刂罷L431的3腳,再與輸出電容的地連接。多個(gè)IC的情況,采用并聯(lián)單點(diǎn)接地的方式。
功率回路和控制回路要注意分開(kāi),采用單點(diǎn)接地方式
圖9
功率回路和控制回路要注意分開(kāi),采用單點(diǎn)接地方式
圖10
 
5、高頻元件(如變壓器、電感)底下第一層不要走線,高頻元件正對(duì)著的底面也最好不要放置元件,如果無(wú)法避免,可以采用屏蔽的方式,例如高頻元件在Top層,控制電路正對(duì)著在Bottom層,注意要在高頻元件所在的第一層敷銅進(jìn)行屏蔽,如圖11所示,這樣可以避免高頻噪聲輻射干擾到底面的控制電路。
高頻元件(如變壓器、電感)底下第一層不要走線,高頻元件正對(duì)著的底面也最好不要放置元件,如果無(wú)法避免,可以采用屏蔽的方式
圖11
 
6、濾波電容的走線要特別注意,如圖12,左圖有一部分紋波&噪聲會(huì)經(jīng)過(guò)走線出去,右圖濾波效果會(huì)好很多,紋波&噪聲經(jīng)過(guò)濾波電容被完全濾掉。
濾波電容的走線要特別注意,如圖12,左圖有一部分紋波&噪聲會(huì)經(jīng)過(guò)走線出去,右圖濾波效果會(huì)好很多,紋波&噪聲經(jīng)過(guò)濾波電容被完全濾掉
圖12
 
7、電源線、地線盡量靠近,以減小所包圍的面積,從而減小外界磁場(chǎng)環(huán)路切割產(chǎn)生的電磁干擾,同時(shí)減少環(huán)路對(duì)外的電磁輻射。電源線、地線的布線盡量加粗縮短,以減小環(huán)路電阻,轉(zhuǎn)角要圓滑,線寬不要突變,如圖13所示。
電源線、地線的布線盡量加粗縮短,以減小環(huán)路電阻,轉(zhuǎn)角要圓滑,線寬不要突變
圖13
 
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,這樣可以提高元件的可靠性。功率走線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(guī)距離與工藝要求
1、電氣間隙:兩相鄰導(dǎo)體或一個(gè)導(dǎo)體與相鄰導(dǎo)電機(jī)殼表面的沿空氣測(cè)量的最短距離。爬電距離:兩相鄰導(dǎo)體或一個(gè)導(dǎo)體與相鄰導(dǎo)電機(jī)殼表面的沿著絕緣表面測(cè)量的最短距離。如果碰到模塊PCB空間有限,爬電距離不夠,可以采用開(kāi)槽的方式,如圖14所示,在光耦處開(kāi)隔離槽以滿足初次級(jí)良好隔離。一般最小開(kāi)槽寬度為1mm,如果要開(kāi)更小的槽(如0.6mm,0.8mm),一般需要特殊說(shuō)明,找加工精度高的PCB廠家才行,當(dāng)然費(fèi)用也會(huì)增加。
如果碰到模塊PCB空間有限,爬電距離不夠,可以采用開(kāi)槽的方式
圖14
 
一般電源模塊電壓與最小爬電距離的關(guān)系可參照下表:
一般電源模塊電壓與最小爬電距離的關(guān)系
 
2、元件到板邊的距離要求。位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不少于2mm,對(duì)于像10W以下的小型化DC-DC模塊,由于元件體積和高度比較小,而且輸入輸出電壓不高,為了滿足小型化的要求,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(yīng)至少保證0.20mm以上的間距,因在銑外形時(shí)容易銑到銅箔上造成銅箔翹起及由其引起焊劑脫落問(wèn)題。
 
3、若走線入圓焊盤(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(qiáng)吸附力,避免焊盤(pán)或過(guò)孔脫落。
若走線入圓焊盤(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(qiáng)吸附力,避免焊盤(pán)或過(guò)孔脫落
圖15
 
4、SMD器件的引腳與大面積銅箔連接時(shí),要進(jìn)行熱隔離處理,不然過(guò)回流焊的時(shí)候由于散熱快,容易造成虛焊或脫焊。
SMD器件的引腳與大面積銅箔連接時(shí),要進(jìn)行熱隔離處理,不然過(guò)回流焊的時(shí)候由于散熱快,容易造成虛焊或脫焊
圖16
 
5、PCB拼板的時(shí)候,要考慮分板可行性,確保元件離板邊的距離要足夠,同時(shí)還要考慮分板的應(yīng)力會(huì)不會(huì)造成元件的脫翹。如圖17所示,可以適當(dāng)?shù)拈_(kāi)槽,減小分?jǐn)郟CB時(shí)的應(yīng)力,元件A擺放的位置與V-CUT槽方向平行,分?jǐn)鄷r(shí)應(yīng)力比元件B小;元件C比元件A遠(yuǎn)離V-CUT槽,分?jǐn)鄷r(shí)應(yīng)力也比元件A的小。
可以適當(dāng)?shù)拈_(kāi)槽,減小分?jǐn)郟CB時(shí)的應(yīng)力,元件A擺放的位置與V-CUT槽方向平行,分?jǐn)鄷r(shí)應(yīng)力比元件B小;元件C比元件A遠(yuǎn)離V-CUT槽,分?jǐn)鄷r(shí)應(yīng)力也比元件A的小
圖17
 
當(dāng)然,以上只是個(gè)人總結(jié)的一些開(kāi)關(guān)電源PCB設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn),還有很多細(xì)節(jié)上的或其他方面的知識(shí)需要注意的,最后我想說(shuō)的是PCB設(shè)計(jì),除了原則要求和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)之外,最重要的一點(diǎn)是細(xì)心再細(xì)心,檢查再檢查。


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