开关电源印制电路板相关设计举例.ppt

开关电源印制电路板相关设计举例
印制电路板的常用材料
（1）挠性绝缘基材的印制电路板
（2）刚性基材的印制电路板
① 酚醛纸质覆铜箔板。
② 环氧酚醛玻璃布覆铜箔板。
③ 聚四***乙烯玻璃布覆铜箔板。
（3）陶瓷基材的印制电路板
采用环氧酚醛玻璃布基材料的单双面印制电路板是目前比较常用的印制电路板，特别是开关电源比较常用这种材基的印制电路板，具有比较适中的性能价格比。常见的这类印制电路板的厚度为、 1mm、 和2mm。
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由于印制导线表面积的增大，使导线铜箔与周围介质和绝缘底板接触良好而提高了导热性能，因此印制导线允许通过的电流密度要比普通导线大得多。例如， 宽、50μm厚的印制导线（ ) ，其瞬间熔断电流为60A ；而一般的铜导线，当它的截面积与上述印制导线相同时，瞬间的熔断电流为 16A 。由于印制导线存在电阻，故通过电流时将产生温升。权衡了这两方面的原因，印制导线的最大电流密度取 20A/mm2。对于过长的印制导线，还应当考虑电流流过时产生的压降是否对电路的工作带来影响，必要时应当降低通过的电流密度。对于大电流的电源线、地线、负载输出线，应当考虑电压降落的因素。
印制电路板的通流能力
表是印制导线的电压降。
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2、覆铜箔板的绝缘电阻和抗电强度
表覆铜箔板的绝缘电阻
表覆铜箔板的抗电强度
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印制电路板上的元器件安装主要有两种方法：一种是传统的插入法安装；另一种方法是表面贴装（或部分采用表面贴装，部分仍采用插入安装）。这种安装方法有如下优点：
（1）由于印制电路板大量消除了安装孔，故提高了印制电路板的布线密度，减小了印刷电路板的板面尺寸，从而可以降低印制电路板的制作成本。
（2）减轻了整个印制电路板在安装以后的重量，从而提高了产品的抗震性能，提高了产品的质量和可靠性。
（3）由于布线密度的提高、布线的长度缩短，从而减少了线路的寄生电容和电感，有利于提高产品的电性能数据。
（4）比插入式安装方法更容易实现自动化生产，提高劳动生产率，从而降低印制电路板成品的生产成本。
印制电路板的元器件安装方法
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设计时要考虑开关电源印制电路板的尺寸问题。尺寸过大，印制电路板上的走线就会过长，使线路的阻抗增加，抗干扰的能力减弱，电磁骚扰的发射增加；反之，印制电路板的尺寸过小，则会使开关电源发热部分的散热不好，邻近线条间也易相互干扰。所以，线路板的尺寸要适中。
印制电路板的最佳形状是矩形，长、宽比为 3：2 或 4：3。当印制电路板的尺寸大于 200mm×150mm时，应当考虑它的机械强度。
一旦开关电源线路板的尺寸选定以后，首先要确定与整机结构配合的元器件（通常开关电源只是配套整机使用的一个重要部件而已），如电源插座、指示灯和接插件等的位置，随后再布置开关电源中的大器件和特殊器件，如高频变压器、发热元器件和集成电路等。
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一般要求所有的元器件都放在离印制电路板边缘3mm以上的地方，这是由于在大批量生产的流水线插件和波峰焊时，要提供给导轨槽使用，同时也避免由于加工中引起的边缘部分的缺损。如果印制电路板上的元器件太多，要超出 3mm 范围时，则可在印制电路板上设辅边，在辅边和主板连接的地方开 V 形槽，最后，在全部加工结束后由人工掰断。
开关电源印制电路板的设计流程大体如下：
放置高频变压器→设计电源开关电流回路→设计输出整流器电流回路→连接到交流电源电路的控制电路→设计输入电流回路和输入滤波器→设计输出负载回路和输出滤波器。
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在印制电路板具体布局和布线时，通常要遵守以下原则：
（1）一般要按照线路的原理图来安排各功能电路（对开关电源来说，一般是交流电源的输入滤波部分，高压整流和滤波部分，高频逆变部分，低压整流输出部分）的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽量保持方向一致。这样做更便于在生产中的检查、调试及检修。
（2）要以每个功能电路的核心元器件为中心，围绕核心元器件来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在印制电路板上，尽量减少和缩短各元器件之间的连接线距离。其中，在高频下工作的电路要考虑元器件之间的分布参数。对一般电路应尽可能使元器件平行排列，这样不但美观，而且装焊容易，便于批量生产。
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（3）尽可能缩小高频大电流回路所包围的面积，缩短高电压元器件的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰，特别是易受干扰的元器件不能彼此很近。
（4）尽可能缩小控制回