【三圈两地】开关电源PCB布板要领.doc

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三圈两地，开关电源PCB布板要领
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【作者nc965】        有人说关电源的布板开关电源布局的关键之一。干扰都是通过电容被旁路的，整个电路最强劲电流都在电容上，电容很重要！         按照反响速度分，最快的器件是电容、二极管〔别跟我扯正向恢复〕等器件，最慢的器件是电感等器件。       
要领一：高频脉冲电流 Ip 回路最小化〔第一个圈〕
         首先找到你电路的高频脉冲电流 Ip 回路〔每个拓扑都有的〕，它一般都是由包括开关管在内的快速器件组成的环路，在布局上让它最小化〔连线最短、面积最小，因而干扰最小〕。         这个是整个开关电源布局的第一步，而不是先去X罗输入输出在哪？IC放哪？
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         这样连接后，ND两个地会合并在一起，形成一个点，这个点就是整个电路的接地中心。 
要领二：拓扑电流 It 回路最小化 〔第二个圈〕
         找到你电路的拓扑电流 It 回路〔每个拓扑都有的〕，它一般都是包含了一个电感〔或者变压器原边〕的拓扑主回路的一局部，让它最小化。         注意：         1、It 回路与 Ip 回路有局部重叠〔才能构成拓扑〕，因此 It 回路〔应该〕是在 Ip 回路〔已经布置好的〕根底上的延伸。         2、有时候这两个回路的布局有冲突，一般应以 Ip 回路为主。         3、对于隔离拓扑，It 回路被变压器分隔成原边和付边两局部，应分开最小化布置。         4、 如果 It 回路有个接地点，那么这个接地点应与上述接地中心重合，不能布置到一个点时，也要尽量缩短距离，同时留心这段地线上的 It 电流可能的影响。         5、条件受限时，上述2个回路的〔输入输出〕电容可能不能共地，必要时可以电气并联的方式就近增加一个〔或两个可以共地的〕高频电容达成共地。         画好这两个圈，这个PCB板布局的大致方位根本上确定了。现在再考虑控制在哪？输入输出在哪？        需要特别指出的是：        1、这种布局是针对硬开关的，但是对软开关拓扑仍然有效，你总不希望自己的软开关谐振波形上再意外出现一个小波吧？        2、这种布局是针对硬开关的，它就是要让电路看上去更加符合理论波形，拿掉毛刺、拿掉尖峰。另一层意思是：它会更硬一些〔可能对EMC某些频段不利〕。        3、从EMC角度，这种布局就是总体最优化结构，整体上最容易过辐射和传导测试。具体到某个板能不能过？按这样布局后的整改工作量和本钱也是最小。
关键词三：接地中心
                                             图二
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                   根据以上布局，图一地线上 G、N、D 三个点已经最大程度的合并成一个点了，这就是拓扑接地中心 GND。它的意义也很明确：这个点以外的地线上应该已经没有大的脉冲电流了，你的地线根本上就安静了，你的板总体上也安静了。因此，主电路的其他局部：桥在哪？输入输出端子在哪？怎么走线都问题不大了。
        关键词四：特殊工况
        但仍然有意外情况：
        1、如果图一的输入差模滤波电感 Li 没有或不足，其地线的输入 A-GND 段仍然可能有较大的脉动电流。这是由于电源的输入阻抗太低，以至于单独一个 Ci 还不足以旁路掉所有高频的缘故。
        2、输出突然短路、或者输入在交流的高电压角突然开机，电容 Co 和 Ci 呈短路运行工况，可能在地线的 GND-E 或者 A-GND 段上产生非常强大的电流和高达足以烧坏芯片的电压差(可能十几伏或更高)。有不少人开机或者短路就烧芯片〔其他不烧〕，多半是这里没处理好。
        拓扑的布局处理完了，现在是控制局部。根据以上布局，已经知道了接地中心，同时也能够看出来开关的驱动脚在哪个方向，就可以就近布置驱动和控制电路了。  
        开关电源的所有操控，最终都由对开关管的准确驱动来表现，因此驱动环路要优先布置。目的只有一个：保持驱动波形的正确和纯粹。因此：
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要领三：驱动电流 Ig 回路最小化〔第三个圈〕
                                  图三
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