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電路元器件布局規(guī)則 - 開(kāi)關(guān)電源PCB設(shè)計(jì)技巧和電氣安全規(guī)范

2016年04月21日 14:10 murata 作者:佚名 用戶(hù)評(píng)論(0

  設(shè)計(jì)輸入電流源回路和輸入濾波器 設(shè)計(jì)輸出負(fù)載回路和輸出濾波器根據(jù)電路的功能單元,對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí),要符合以下原則:

 ?。?) 首先要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過(guò)大時(shí),印制線(xiàn)條長(zhǎng),阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本也增加;過(guò)小則散熱不好,且鄰近線(xiàn)條易受干擾。電路板的最佳形狀矩形,長(zhǎng)寬比為3:2或4:3,位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不小于2mm。

 ?。?) 放置器件時(shí)要考慮以后的焊接,不要太密集。

 ?。?) 以每個(gè)功能電路的核心元件為中心,圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、 整齊、緊湊地排列在PCB上,盡量減少和縮短各元器件之間的引線(xiàn)和連接, 去耦電容盡量靠近器件的VCC

 ?。?) 在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀,而且裝焊容易,易于批量生產(chǎn)。

  (5) 按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置,使布局便于信號(hào)流通,并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。

  (6) 布局的首要原則是保證布線(xiàn)的布通率,移動(dòng)器件時(shí)注意飛線(xiàn)的連接,把有連線(xiàn)關(guān)系的器件放在一起。

 ?。?) 盡可能地減小環(huán)路面積,以抑制開(kāi)關(guān)電源的輻射干擾。

  四、布線(xiàn)

  開(kāi)關(guān)電源中包含有高頻信號(hào),PCB上任何印制線(xiàn)都可以起到天線(xiàn)的作用,印制線(xiàn)的長(zhǎng)度和寬度會(huì)影響其阻抗和感抗,從而影響頻率響應(yīng)。即使是通過(guò)直流信號(hào)的印制線(xiàn)也會(huì)從鄰近的印制線(xiàn)耦合射頻信號(hào)并造成電路問(wèn)題(甚至再次輻射出干擾信號(hào))。因此應(yīng)將所有通過(guò)交流電流的印制線(xiàn)設(shè)計(jì)得盡可能短而寬,這意味著必須將所有連接到印制線(xiàn)和連接到其他電源線(xiàn)的元器件放置得很近。

  印制線(xiàn)的長(zhǎng)度與其表現(xiàn)出的電感量和阻抗成正比,而寬度則與印制線(xiàn)的電感量和阻抗成反比。長(zhǎng)度反映出印制線(xiàn)響應(yīng)的波長(zhǎng),長(zhǎng)度越長(zhǎng),印制線(xiàn)能發(fā)送和接收電磁波的頻率越低,它就能輻射出更多的射頻能量。根據(jù)印制線(xiàn)路板電流的大小,盡量加租電源線(xiàn)寬度,減少環(huán)路電阻。 同時(shí)、使電源線(xiàn)、地線(xiàn)的走向和電流的方向一致,這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。接地是開(kāi)關(guān)電源四個(gè)電流回路的底層支路,作為電路的公共參考點(diǎn)起著很重要的作用,它是控制干擾的重要方法。因此,在布局中應(yīng)仔細(xì)考慮接地線(xiàn)的放置,將各種接地混合會(huì)造成電源工作不穩(wěn)定。

  在地線(xiàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn) :

  1. 正確選擇單點(diǎn)接地通常,濾波電容公共端應(yīng)是其它的接地點(diǎn)耦合到大電流的交流地的唯一連接點(diǎn),同一級(jí)電路的接地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近,并且本級(jí)電路的電源濾波電容也應(yīng)接在該級(jí)接地點(diǎn)上,主要是考慮電路各部分回流到地的電流是變化的,因?qū)嶋H流過(guò)的線(xiàn)路的阻抗會(huì)導(dǎo)致電路各部分地電位的變化而引入干擾。在本開(kāi)關(guān)電源中,它的布線(xiàn)和器件間的電感影響較小,而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響較大,因而采用一點(diǎn)接地,即將電源開(kāi)關(guān)電流回路 (中的幾個(gè)器件的地線(xiàn)都連到接地腳上,輸出整流器電流回路的幾個(gè)器件的地線(xiàn)也同樣接到相應(yīng)的濾波電容的接地腳上,這樣電源工作較穩(wěn)定,不易自激。做不到單點(diǎn)時(shí),在共地處接兩二極管或一小電阻,其實(shí)接在比較集中的一塊銅箔處就可以。

  2. 盡量加粗接地線(xiàn) 若接地線(xiàn)很細(xì),接地電位則隨電流的變化而變化,致使電子設(shè)備的定時(shí)信號(hào)電平不穩(wěn),抗噪聲性能變壞,因此要確保每一個(gè)大電流的接地端采用盡量短而寬的印制線(xiàn),盡量加寬電源、地線(xiàn)寬度,最好是地線(xiàn)比電源線(xiàn)寬,它們的關(guān)系是:地線(xiàn)>電源線(xiàn)>信號(hào)線(xiàn),如有可能,接地線(xiàn)的寬度應(yīng)大于3mm,也可用大面積銅層作地線(xiàn)用,在印制板上把沒(méi)被用上的地方都與地相連接作為地線(xiàn)用。進(jìn)行全局布線(xiàn)的時(shí)候,還須遵循以下原則 參考圖:

  

 ?。?)。布線(xiàn)方向:從焊接面看,元件的排列方位盡可能保持與原理圖相一致,布線(xiàn)方向最好與電路圖走線(xiàn)方向相一致,因生產(chǎn)過(guò)程中通常需要在焊接面進(jìn)行各種參數(shù)的檢測(cè),故這樣做便于生產(chǎn)中的檢查,調(diào)試及檢修(注:指在滿(mǎn)足電路性能及整機(jī)安裝與面板布局要求的前提下)。 布線(xiàn)方向:從焊接面看,元件的排列方位盡可能保持與原理圖相一致,布線(xiàn)方向最好與電路圖走線(xiàn)方向相一致,因生產(chǎn)過(guò)程中通常需要在焊接面進(jìn)行各種參數(shù)的檢測(cè),故這樣做便于生產(chǎn)中的檢查,調(diào)試及檢修(注:指在滿(mǎn)足電路性能及整機(jī)安裝與面板布局要求的前提下)。

 ?。?)。設(shè)計(jì)布線(xiàn)圖時(shí)走線(xiàn)盡量少拐彎,印刷弧上的線(xiàn)寬不要突變,導(dǎo)線(xiàn)拐角應(yīng)≥90度,力求線(xiàn)條簡(jiǎn)單明了。

 ?。?)。印刷電路中不允許有交叉電路,對(duì)于可能交叉的線(xiàn)條,可以用“鉆”、“繞”兩種辦法解決。即讓某引線(xiàn)從別的電阻、電容、三極管腳下的空隙處“鉆”過(guò)去,或從可能交叉的某條引線(xiàn)的一端“繞”過(guò)去,在特殊情況下如何電路很復(fù)雜,為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)也允許用導(dǎo)線(xiàn)跨接,解決交叉電路問(wèn)題。因采用單面板,直插元件位于top面,表貼器件位于bottom面,所以在布局的時(shí)候直插器件可與表貼器件交疊,但要避免焊盤(pán)重疊。

  3.輸入地與輸出地本開(kāi)關(guān)電源中為低壓的DC-DC,欲將輸出電壓反饋回變壓器的初級(jí),兩邊的電路應(yīng)有共同的參考地,所以在對(duì)兩邊的地線(xiàn)分別鋪銅之后,還要連接在一起,形成共同的地。

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( 發(fā)表人:方泓翔 )

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