开关电源设计中印刷电路板的物理设计分析

PCB板的物理设计是开关电源设计的较后一步。如果设计方法不当，PCB可能会辐射过多的电磁干扰，导致电源运行不稳定。分析了每一步的注意事项。

1.从原理图到PCB的设计流程：建立元器件参数-输入原理网表-设置设计参数-手动布局-手动布线-验证设计-复核-CAM输出。

二、参数设置邻线间距必须满足电气安全要求，为了便于操作和生产，间距应尽可能宽。较小间距应至少适合要承受的电压。当布线密度低时，信号线的间距可以适当增加。对于高低电平不同的信号线，间距要尽可能短，越大越好。一般情况下，布线间距应设置为8密耳。

焊盘内孔边缘与印刷电路板边缘的距离应大于1毫米，这样可以避免焊盘在加工过程中的缺陷。当与焊盘相连的走线较细时，焊盘与走线的连接应设计成一个水滴，这样的好处是焊盘不容易剥离，但走线不容易与焊盘断开。

第三，元器件布局的实践证明，即使电路原理图设计正确，印刷电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。比如PCB的两条细平行线靠在一起，会形成信号波形的延迟，在传输线的终端会形成反射噪声；电源和地线考虑不周造成的干扰会降低产品的性能。因此，在设计印刷电路板时，应注意采用正确的方法。每个开关电源有四个电流环路：

(1).电源开关的交流电路

(2).输出整流器交流电路

(3).输入信号源电流环路

(4)输出负载电流电路的输入电路用近似DC电流给输入电容充电，滤波电容主要起宽带储能作用；同样，输出滤波电容也用于存储输出整流器的高频能量，并消除输出负载环路的DC能量。因此，输入和输出滤波电容的端子非常重要，输入和输出电流环路应仅从滤波电容的端子连接到电源。如果输入/输出电路和电源开关/整流器电路之间的连接不能直接与电容器的端子连接，交流能量将通过输入或输出滤波电容器辐射到环境中。电源开关的交流电路和整流器的交流电路含有高幅梯形电流，其中含有高次谐波成分，其频率远高于开关的基频，峰值幅值可高达连续输入/输出DC电流幅值的5倍，过渡时间通常约为50ns。这两个电路较容易受到电磁干扰，所以这些交流电路必须在电源中的其他印刷线路之前布置好。每个电路的三个主要元件，即滤波电容、电源开关或整流器、电感或干式变压器，应彼此相邻放置，并应调整元件的位置，使它们之间的电流路径尽可能短。建立开关电源布局的较佳方式与其电气设计相似，较佳设计流程如下：

放置干式变压器的电源开关电流电路设计

设计输出整流器的电流回路

连接到交流电源电路的控制电路 #p#分页标题#e#

输入电流源电路和输入滤波器的设计输出负载电路和输出滤波器的设计根据电路的功能单元，电路所有元件的布局应符合以下原则：

(1)先先考虑PCB的尺寸。当PCB尺寸过大时，印刷线路较长，阻抗增大，抗噪声能力下降，成本也随之增加；太小的话散热不好，相邻的线路容易受到干扰。电路板的较佳形状为矩形，长宽比为3: 2或4: 3。位于电路板边缘的元件距离边缘一般不小于2mm