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【转载】实对于一个开关电源工程师而言  CB 的绘制其实是对一款产品的影响至关重要的部分，如果你不能很好的 Layout 的话，整个电源很有可能不能正常工作，最小问题也是稳波或者 EMC 过不去
- m9 E: P6 f8 o. Z% w( N这是别人家的成品开关电源，模组，我会以这个电源模组的设计重点给大家讲一些点的。 y, I3 E" z ?% z2 b
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经验一，安规走线间距
7 b6 Q7 y& f$ f这个是写在协议里面的，如果你不按照这个做，耐压测试一定是过不了的，因为高电压，会直接空气击穿。注意保险丝之前的距离是比较远的，要求 3mm 以上，这就是为啥保险丝都会放在电路最前端的原因。* `$ E' p' }% l. G" R, ]
- Y# `( ^5 R. b. p7 L* p第二个要注意的是就算安规没有写，如果两根走线太近，正常工作也依然会击穿的，两根 1mm 间距的 PCB 外层耐压是 200V 所以一般 220v 交流或者 310V 直流的走线距离至少 2mm 以上，我一般都是在 2.5mm 以上的。6 O( G V/ s/ ~5 a( s
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这些器件都是有安规要求的，说白了，就是两个器件有最小尺寸需求的，太小的器件其实是不可能过安规的，能明白吗?这就是所谓的开关电源 PCB 工程师实质上是带着镣铐在跳舞的原因。
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. i. h) l: m, R2 s3 s2 ]8 H! {开关电源变压器的骨架，同样是为了符合安规所以要有严格的把关。尤其是初级，到次级的距离，小功率变压器是必须飞线的。+ }, J' Q" ?( t$ t0 I. c* d
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飞线的长度也要被管控，如果飞线太短，耐压可能会受到影响，而如果飞线太长，会有可能对外辐射电磁信号，EMC 过不了，所以需要在规格书里面详细写清楚，PCB 绘制的时候，飞线的焊盘一定要注意，不能太妖孽。. j! K8 `$ J% r
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经验二，电流走向
4 q& n/ ^" o9 m9 N4 g5 [; k这个其实很少有真的被提及，其实原因也很简单。很多人不注意啊。
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看着两个设计，这部分 RV1 压敏电阻到后面 x2 电容之间，为啥走线为啥故意这样走，而不是直接覆铜全部短接?/ z# U2 s( K6 F( L
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注意这里保险丝之后，接压敏电阻 VR1 再接 x2 电容的走线，完全是绕了一个弯这是为什么?
9 z+ f7 h$ G4 o% w7 A理由很简单，不让电流在 PCB 上面有回头路可以走。电流只走阻抗最小的部分，如果直接覆铜，必经的元器件就有可能会被跳过，所以这样做不可以。
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" Z! f! \ H& B- X* m! w# z8 {同样的，这里的电解电容，一样是为了避免电流绕过必经的电容，直接流到负载上。
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3 E1 C$ x1 k$ k" f |虽然画法不同，但是实际起到的作用是一样的。7 _. j1 D# x f4 E5 M6 T3 p
9 `, v6 Y4 E8 w' [% H) w这就是一个错误的案例，红色 L 火线先接了共模电感，再接的 x2 电容，共模电感到 x2 电容的这段线就会产生一个奇妙的现象，电流来回走，变成了一根天线，x2 电流充电的时候，导线内部电流是正向，电容放电的时候，导线内部的电流是反向的，这不是天线是什么?
8 @4 x5 V9 i8 E 经验三，最小高压主电流回路
. I+ j- k n: M- U一个开关电源工程师的设计笔记日志，第四部分 PCB 设计/ ?# K$ i0 Q2 S6 S0 i2 ?# O7 D
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所谓的最小高压主电流回路，说的就是最后一个高压滤波电容和变压器初级，与高压 mos 管之间形成的回路。这个回路由于要经过高压脉冲电信号，必定会产生严重电磁辐射，而我们能改善的唯一手段就是减小环路面积，这个环越小，天线就越小，辐射就越少。
' C% n/ k2 r+ h" I1 @& L) @ 这就是实际布线时候的布局，大家可以参考一下，JT1 是飞线，直接把 310V 正电压引入了变压器。
& m% z' J; l. ]8 ~ 经验四，独立电压采样走线。
' t# ~6 K" d* h- k% j x; T开关电源的采样电压一定要和开关电源的大电流走线分开。要从开关电源输出电源的最末端去独立拉线采样，这样可以避免负载电流对采样线上形成的干扰
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' Y7 {1 u+ s0 j" Z& p采样电路在最末端。直接从负载输出端取电压，采样走线上不走大电流。避免了各种采样误差。' U4 Q# J- |8 V
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经验五 PCB 载流能力
, ]8 j& p. E, f众所周知 PCB 的过电流能力是有限的，但是 PCB 上的电流究竟能过多少呢?* R2 d9 G0 U u! P
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上面这个表格可以给你一个详细的参考。看过表格，你应该知道了对于小功率开关电源而言，高压侧的走线完全没有必要搞的很粗，除非是为了为器件提供散热，否则 1mm 一般是足够的，最多 2mm 多数情况都能够胜任了。& \9 ]! L3 j* [. O* n
' P: G2 W, [$ m! k但是对于低压侧，大电流怎么办?8 e" q4 E6 n" A5 i E
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一方面是增加线宽，一方面是通过去掉部分阻焊层，并在钢网层制造窗口，让导线上锡水。导线的载流能力就会得到相应的增加。(注意一定要在 Paste 钢网层开孔，否则不会真的上焊锡的，切记切记)
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经验六，PCB 过孔散热的技巧
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( a- Q" u# K/ m- h许多时候我们需要通过 PCB 线路板来散热，这个时候我们会打一些过孔，然后把热量传递到 PCB 的反面去。这时候有一个小技巧，那就是孔塞可以增加热传导的效率，但是孔塞有一个常见最大孔塞直径，一般是过孔直径不大于 0.45mm、我保险一点一般都是取 0.4mm 直径8 A/ `$ h$ v- B
, l( P1 P: |$ J: E% q经验七 放电管的绘制
" r& r( K7 V! l' M7 T1 J* o 一般在开关电源的高压侧与低压侧之间会有一个放电管，用来释放静电。# y' b$ Z; I0 w) `+ @* J3 D
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许多工程师都会最后在 PCB Layout 的时候手工绘制。
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2 M5 X( Z8 C; l" l而我的建议是直接做成一个封装，然后和 PCB 关联调用，这样不会破坏 PCB 的联动性。
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只是说你需要绘制两个异形封装罢了。还算比较容易。
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" H: J* S/ _* F& N 注意这里只需要去掉阻焊层，千万不要在中间绘制钢网层，因为这里是不需要上锡的，只有焊盘需要上锡' ~) e8 Q I) J- _# Q" Z
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经验八 元器件封装- C5 \* {) v) P* r! m
一般而言，元器件一律按照 IPC-SM-782A 封装标准制作，对于个别需要承受高压的采样电阻单独对待，因为电阻焊盘之间的间距和耐压有关，所以焊盘需要适当拉开一些，但是同时又不能拉的太开，避免不必要的焊接不良率。" g& x9 k. p! R0 D8 e
2 n0 O! f' d" s R0 l6 Q3 A这是控制器用来直接连接高压的采样分压电阻，如果间距不符合要求，很有可能就会耐压不够击穿。贴片电阻器也是有耐压的，明白了吗?不过耐压不够就要加大封装。* Z! F) K' Q' |& s( y
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这些差不多就是我在开关电源设计时候的，全部 PCB 绘制经验了。0 J4 n2 A$ Q. e+ n; w5 r
0 Z1 \/ ^: u6 r/ _* l3 b0 R0 Z说实话，开关电源的绘制一路被人忽悠过来，这里面半桶水的人太多了，很多都是玄学，而我说的这些都是相对来说我认为靠谱的，试验后验证过的经验，这也是那些开关电源制作大牛们的血泪教训，很多时候他们当然不希望别人知道，这也没有办法，今天我分享出来就是希望能有更少的人去走这些弯路。能给后人一些帮助。 |
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发表于 2020-3-20 11:48
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发表于 2022-7-26 21:31
分享的很好，有图会更容易理解，谢谢分享