• 20
    回复
  • 收藏
  • 点赞
  • 分享
  • 发新帖

讲讲PI开关电源PCB设计注意事项

    正确的开关电源PCB排版就变得非常重要。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布线存在着许多问题。在开关电源设计中,PCB设计是非常关键的一步,它对电源的性能、EMC要求、可靠性、可生产性都影响很大。     

随着电子技术的发展,开关电源的体积越来越精巧,性能更加强大,开关频率也越来越高,器件的密集度也越来越高,这对PCB布局布线的抗干扰要求也越来越严,因而合理、科学的PCB布局就变得非常重要。本文将就如何在第一次就实现良好的PCB布局提出建议。     

大原则:开关电源不管是布局还是布线优先都应该优先参考芯片datasheet,一般芯片手册中都会给出相应的layout Design Guide指导,走线之前一定要好好看。以tinySwitch为例。

一般PCB布局要遵循几点

1、布局的首要原则是保证布线的布通率,移动器件时要注意飞线的连接,要把有连线关系的器件放在一起;

2、确定开关电源模块在PCB板上的位置。开关是一个强烈的EMI辐射源,应远离时钟、接口等敏感器件摆放,并且要尽量靠近用电端,同时考虑散热和装配性等因素;

3、确定原理框图中主电源通道,以及地的区别(电源地、信号地、其他信号地)。如 图所示:红色为主电流通道;紫色为地的区别;蓝色为反馈通道;

4、以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上,这样,不但美观,而且装焊容易,易于批量生产。尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接,去耦电容尽量靠近IC管脚,地线要短;

5、放置器件时要考虑以后的焊接和维修,两个高度高的元件之间尽量避免放置矮小的元件,元件之间最好也不要太密集,也要考虑实际的贴片加工能力;

6、元件布局的时候,要优先考虑高频脉冲电流和大电流的环路面积,要使高频环路的面积应尽可能地减小,以抑制开关电源的辐射干扰;

7、按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向;

8、过孔放置不应破坏高频电流在地层上的路径;

9、发热元件(如变压器、开关管、整流二极管等)的布局要考虑散热的效果,使得整个电源的散热均匀,对温度敏感的关键元器件(如IC)应远离发热元件,发热较大的器件应与电解电容等影响整机寿命的器件有一定的距离。

全部回复(20)
正序查看
倒序查看
k6666
LV.9
2
02-18 16:53

感谢楼主的分享,不过对于开发应用PI给出了DEMO设计及PCB布局注意事项,借鉴意义重大。

0
回复
飞翔2004
LV.10
3
02-18 17:19

在电源中PCB设计很关键,PCB布局设置的不好,可能会影响电源的稳定性跟可靠性。

0
回复
02-19 11:31
@飞翔2004
在电源中PCB设计很关键,PCB布局设置的不好,可能会影响电源的稳定性跟可靠性。

对于一般的电源应用PCB设计还是比较简单点的。除非主控IC特别要求需要外围器件布局特殊

0
回复
02-20 13:11
@奋斗的青春
对于一般的电源应用PCB设计还是比较简单点的。除非主控IC特别要求需要外围器件布局特殊

将光耦器置于靠近TinySwitch-4的地方来缩短初级侧铺铜走线的长度。

0
回复
02-20 20:45

开关电源的pcb设计很关键,直接关系到电源的性能,文章很精辟。

0
回复
旻旻旻
LV.6
7
02-21 18:50

PCB布局时候要注意把强电和弱电分开,特别是一边输入一边输出,电流有可能会串绕

0
回复
ehi763
LV.6
8
02-21 18:58

与二极管的阴极和阳极连接的铜铂区域应足够大,以便于散热。最好在电位稳定的阴极留有更大的铜铂区域。

0
回复
trllgh
LV.9
9
02-23 13:08
@ehi763
与二极管的阴极和阳极连接的铜铂区域应足够大,以便于散热。最好在电位稳定的阴极留有更大的铜铂区域。

阳极铺铜区域过大会增加高频辐射EMI,不够散热对电源也很关键。

0
回复
02-23 14:05
@trllgh
阳极铺铜区域过大会增加高频辐射EMI,不够散热对电源也很关键。

铺铜区域大可以提供过流能力

0
回复
spowergg
LV.9
11
02-23 17:54
@大海的儿子
将光耦器置于靠近TinySwitch-4的地方来缩短初级侧铺铜走线的长度。

使大电流、高电压的漏极及箝位电路的铺铜走线远离光耦器,以避免噪声信号的干扰。

0
回复
dy-XU5vrphW
LV.6
12
02-23 19:14

怎么样做好信号完整性检查

0
回复
dy-XU5vrphW
LV.6
13
02-23 19:23

怎么样把噪声参数提取反馈给软件

0
回复
dy-StTIVH1p
LV.7
14
02-23 19:27

如何确保信号完整性检查

0
回复
dy-TMelSvc9
LV.7
15
02-23 19:46

非常完整的收集整理

0
回复
03-16 17:28
@spowergg
使大电流、高电压的漏极及箝位电路的铺铜走线远离光耦器,以避免噪声信号的干扰。

要达到最佳的性能,连接次级绕组、输出二极管及输出滤波电容的环路区域面积应最小。

0
回复
XHH9062
LV.8
17
03-19 15:59

感谢分享资料,学习到了;

0
回复
方笑尘MK
LV.6
18
03-25 23:08

关于第九点发热元件的布局,我也想补充一点,有的器件封装是插针焊接的,在背面空间足够的情况下,也可以不要剪脚,利用脚裸露的部分散热

0
回复
denyuiwen
LV.6
19
03-25 23:43

感谢楼主的分享,讲解的非常详细,学习了,

0
回复
沈夜
LV.6
20
03-26 00:20

有开源 pcb文件吗

0
回复
旻旻旻
LV.6
21
03-26 11:09

PCB画图时候要注意物理地和接地地不是同一个地,否则会引起电压值不对

0
回复