三圈两地开关电源PCB布板要领.docx

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三圈两地开关电源PCB布板要领
三圈两地开关电源PCB布板要领
三圈两地,开关电源PCB布板要领
Ref【作者nc965】
有人说关电源的布板反正很麻烦,我赞同,因为它是开关电源,不是其余
题目是讲“要领”,所以不讲细节,也不是教材,与教材也许他人的理解相左、我
也不做过多解说
有人说否!细节很重要,决定成败,
我说,要领最重要,基本的东西最重要,要点的地方没整对,大方向都错了,
谈何细节?
所以只捡最重要的讲,其余的自己去思索了。
要领就6个字:布局,地线,间距。
其实前4各字基本上是一层意思,后两个字是别的一层意思,这些是要领,其
余的都是细节了。优化图示第一的好与不好,是电容及电感的地址不一样样,“C-L-C”π型滤波器
不好好(大电流开窗)
三圈两地开关电源PCB布板要领
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第二反面的好与不好,就是回路有切割与没切割的差异!
不好好(电感后电容张口)
第一张图的π型滤波器的电容在电感以后,
第二张图的电容管脚铜皮开缺口(保证电流尽量经过电感上方的电容)。滤波成效差异
其实在图中已经注明出来了的;
nc965】仔细看图,没有说输入输出电流流过电容,正因为输入输出是直流,不可以流过电容,那么高频开关电路的高频脉冲交流就只好走电容了,所以电容上的脉冲电流特别大。
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恩,这个图例子举的不错,一要依据电流的流向,二要出线尽量从电容的根部出来。
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输出电容一般可采纳两只一只凑近整流管另一只应凑近输出端子,可影响电源输出纹波指
标,两只小容量电容并联成效应优于用一只大容量电容。发热器件要和电解电容保持必定距
离,以延伸整机寿命,电解电容是开关电源寿命的瓶劲,如变压器、功率管、大功率电阻要
和电解保持距离,电解之间也须留出散热空间,条件允赞同将其搁置在进风口其余谈论
能否是太宽了也简单被搅乱到,近来做一个案子,把IC地线加粗后低压高温烧机时会出现
工作不正常。
比方说有些动点(电感与开关管之间)就不宜布的过大lclbf】
看看我画的这个板子,怎么优化自己感觉IT回来面积太大,有没有想到其余好的方法,还
有接地和其余回路有没有问题。
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下边改动了一下,自己感觉会好很多,但是还有些元件不好摆放,换种散热器可以,但是价
格高几毛,老板不肯意,散热器下边不可以布线放元件,还有个方法就是把散热器高升。
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电流分类,开关电源中
【作者nc965】
开关电源在布线上最大的特色是拓扑引起的高频(高压)强电流与控制级的弱电信号交织在
一起,第一要保证强电流的存在不搅乱电源内部的控制信号,其次要尽量减少对外面的搅乱
(EMC)。一句话:要运转最稳固、波形最美丽、电磁兼容性最好。
要点词一:电流
一个典型的开关电源强电流分布(图一):
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特色:
1、每种拓扑的输入输出电流Ii和Io幅度较大(与控制信号对比),但以直流为主。
2、每种拓扑的拓扑电流It幅度也较大,但一般没有尖峰毛刺,是拓扑产生的典型波形。
3、每种硬开关拓扑都有一个高频脉冲电流Ip回路,其幅度最大,且有可观的尖峰毛
刺,此中毛刺部分幅度大,频率高,因此含有较高的能量。它一般是由续流也许汲取(钳位)
二极管反向恢复引起的冲击电流回路,是最简单引起搅乱的首恶。
4、以上四种电流对应流经一段地线,并可能在对应的地线段上产生搅乱电位差。
电流分类是开关电源布线的主要线索,请大家记住这个图。
要点词二:电容
从图中可以看出,It和Ip电流完整(不是部分)地流经了各自对应的一个电容Ci和Co。
一般人极少去关注电容上流过的电流,而实质上这正是开关电源布局的要点之一。搅乱都是
经过电容被旁路的,整个电路最强烈电流都在电容上,电容很重要!
依据反应速度分,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)
第一找到你电路的高频脉冲电流Ip回路(每个拓扑都有的),它一般都是由包含开关
管在内的快速器件构成的环路,在布局上让它最小化(连线最短、面积最小,因此搅乱最小)。
这个是整个开关电源布局的第一步,而不是先去张罗输入输出在哪IC放哪
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。
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要领二:拓扑电流It回路最小化(第二个圈)
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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(也许
变压器原边)的拓扑主回路的一部分,让它最小化。
注意:
1、It回路与Ip回路有部分重叠(才能构成拓扑),所以It回路(应该)是在Ip回
路(已经部署好的)基础上的延伸。
2、有时这两个回路的布局有矛盾,一般应以Ip回路为主。
3、关于隔断拓扑,It回路被变压器分开成原边和付边两部分,应分开最小化部署。
4、假如It回路有个接地址,那么这个接地址应与上述接地中心重合,不可以部署到一
个点时,也要尽量缩短距离,同时留神这段地线上的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)电容可能不可以共地,必需时可以电气并
联的方式就近增添一个(或两个可以共地的)高频电容完成共地。
画好这两个圈,这个PCB板布局的大体方向基本上确立了。此刻再考虑控制在哪输入
输出在哪
需要特别指出的是:
1、这类布局是针对硬开关的,但是对软开关拓扑依旧有效,你总不希望自己的软开关
谐振波形上再意出门现一个小波吧?
2、这类布局是针对硬开关的,它就是要让电路看上去更加吻合理论波形,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,这类布局就是整体最优化结构,整体上最简单过辐射和传导测试。
详尽到某个板能不可以过按这样布局后的整顿工作量和成本也是最小。要点词三:接地中心
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图二
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依据以上布局,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:这个点之外的地线上应
该已经没有大的脉冲电流了,你的地线基本上就寂静了,你的板整体上也寂静了。
所以,主电路的其余部分:桥在哪输入输出端子在哪怎么走线都问题不大了。
要点词四:特别工况
但依旧存心外状况:1、假如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段依旧可能有较大的脉动电流。这是因为电源的输入阻抗太低,以致于单独一个Ci还不足以旁路掉全部高频的缘由。2、输出忽然短路、也许输入在交流的高电压角忽然开机,电容Co和Ci呈短路运转工况,可能在地线的GND-E也许A-GND段上产生特别强盛的电流和高达足以烧坏芯片的电压差(可能十几伏或更高)。有许多人开机也许短路就烧芯片(其余不烧),多数是这里没办理好。
拓扑的布局办理完了,此刻是控制部分。依据以上布局,已经知道了接地
中心,同时也可以看出来开关的驱动脚在哪个方向,就可以就近部署驱动和控制
电路了。
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开关电源的全部控制,最后都由对开关管的精确驱动来表现,所以驱动环
路要优先部署。目的只有一个:保持驱动波形的正确和纯粹。所以:
要领三:驱动电流Ig回路最小化(第三个圈)图三
插入[爱国分子]
单点节点更好的是以下图(来自上学的时候画电路板很喜爱大面积铺地,此刻发现这是很错误
的做法。地线看似简单,但是想铺好,很难。一般在芯片底下小面积铺地,直接连在芯片地
上,其余的地单点接地,注意环流面积,注意隔断模拟数字地,详尽怎么铺,很灵巧的,要
依据详尽状况。
记住:接地的线不必定要特地接在铺的铜上,即使铺也不要大面积铺,而是分成几块铺,然
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后连接在一个点上,这就是接地):
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插入[pq2620]
这个帖子看了许久,学****了许久,
近来遇到几家芯片对布局地线要求特别高
比方SY的芯片布局就和nc965的布局才能正常工作。
假如依据别的一个兄弟说的单点接地就百分比不可以工作
但是用谱成的芯片就布局也和nc965你说的布局相同可以工作,但是地线接点比较坑,直接
接到VCC电容上也不可以,不可以近并且最好全部地开个大面积铺铜。
所以布局地线是个大学问。还需要配合每家芯片研究他们芯片给出的布局资料来布局。需要注意的是:1、这个电流环路应包含驱动电路的Vcc滤波电容Cg通道在内,因为驱动电流实质上就是该滤波电容Cg的输出电流。这个电流(脉冲成分)是很大的,
一般是安培级,最少是亚安培级,几乎与拓扑电流相当。
2、这个滤波电容Cg一定切近驱动IC的供电端子部署,这是因为驱动IC
内部的电路和信号可能特别复杂和敏感,完整要仰赖这个电容来撑住。——这一
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