在開關(guān)電源的設(shè)計(jì)中，PCB板的物理設(shè)計(jì)是最后一個環(huán)節(jié)。 如果設(shè)計(jì)方法不當(dāng)，PCB可能會輻射出過多的電磁干擾，造成供電不穩(wěn)定。 下面介紹PCB廠開關(guān)電源PCB設(shè)計(jì)中PCB板各環(huán)節(jié)需要注意的問題：

從原理圖到PCB的設(shè)計(jì)流程

創(chuàng)建元件參數(shù)->輸入原理網(wǎng)表->設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)置->手動布局->手動布線->驗(yàn)證設(shè)計(jì)->審核->CAM輸出。

開關(guān)電源PCB設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

組件布局

實(shí)踐證明，即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確，印制電路板設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會對電子設(shè)備的可靠性造成不利影響。 例如，印制板的兩條平行細(xì)線靠得很近，會形成信號波形的延遲，在傳輸線末端形成反射噪聲； 電源和地線考慮不當(dāng)造成的干擾會降低產(chǎn)品的性能。 因此，在設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)應(yīng)采用正確的方法。 每個開關(guān)電源都有四個電流電路：

(1)電源開關(guān)交流電路

(2)輸出整流交流電路

(3)輸入信號源電流環(huán)

(4)輸出負(fù)載電流回路 輸入回路

輸入電容由近似直流電流充電，濾波電容主要起寬帶儲能作用； 同樣，輸出濾波電容也用來儲存輸出整流器產(chǎn)生的高頻能量，消除輸出負(fù)載電路的直流能量。 因此，輸入輸出濾波電容的接線端非常重要。 輸入和輸出電流電路應(yīng)僅從濾波電容器的端子連接到電源； 如果輸入/輸出電路與電源開關(guān)/整流電路之間的連線不能直接連接到電容的端子，交流能量將通過輸入或輸出濾波電容輻射到環(huán)境中。

電源開關(guān)的交流電路和整流器的交流電路中含有高幅值的梯形電流。 這些電流的諧波成分很高，其頻率遠(yuǎn)大于開關(guān)的基頻。 峰值幅度最高可達(dá)連續(xù)輸入/輸出直流電流幅度的 5 倍。 過渡時(shí)間通常約為 50 n/s。

這兩個電路最容易產(chǎn)生電磁干擾，因此必須在電源中布線其他印制線路之前鋪設(shè)這些交流電路。 每個電路的三個主要元件，濾波電容器、功率開關(guān)或整流器、電感器或變壓器，應(yīng)彼此相鄰放置。 調(diào)整元件位置，使它們之間的電流路徑盡可能短。 建立開關(guān)電源布局的最佳方式與其電氣設(shè)計(jì)類似。 最佳設(shè)計(jì)流程如下：

放置變壓器

設(shè)計(jì)電源開關(guān)電流電路

輸出整流器設(shè)計(jì)電流電路

連接到交流電源電路的控制電路

設(shè)計(jì)輸入電流源電路和輸入濾波器設(shè)計(jì)輸出負(fù)載電路和輸出濾波器根據(jù)電路的功能單元，電路各元件的布局應(yīng)遵循以下原則：

(1)首先，考慮PCB尺寸。 PCB尺寸過大時(shí)，印制線路長，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本增加； 太小則散熱差，相鄰線路易受干擾。 電路板的最佳形狀為矩形，長寬比為3：2或4：3。 位于電路板邊緣的元器件與電路板邊緣的距離一般不小于2mm。

(2)放置器件時(shí)，要考慮以后的焊接，不要過于密集。

(3)以各功能電路的核心元器件為中心，圍繞其進(jìn)行布置。 元器件在PCB上排列均勻、有序、緊湊，盡量減少和縮短元器件之間的引線和連線，去耦電容盡量靠近元器件的VCC。

(4) 對于高頻工作的電路，應(yīng)考慮元器件之間的分布參數(shù)。 對于一般電路，元器件盡量并聯(lián)排列。 這樣，不僅美觀，而且易于組裝和焊接，易于批量生產(chǎn)。

(5)根據(jù)電路流向安排各功能電路單元的位置，使布局便于信號流向，信號盡量保持同一方向。

(6)布局的首要原則是保證布線的分布率，移動元器件時(shí)注意飛線的連接，將有布線關(guān)系的元器件放在一起。

(7)盡量減小環(huán)路面積，抑制開關(guān)電源的輻射干擾。

參數(shù)設(shè)置

相鄰導(dǎo)體之間的間距必須滿足電氣安全要求，并且為了便于操作和生產(chǎn)，間距也應(yīng)盡可能寬。 最小間距應(yīng)至少適合電壓。 當(dāng)走線密度較低時(shí)，可適當(dāng)增加信號線間距。 有高低電平差的信號線盡量短，間距加大。 一般布線間距設(shè)置為8mil。

焊盤內(nèi)孔邊緣到印制板邊緣的距離應(yīng)大于1mm，以免加工時(shí)出現(xiàn)焊盤缺陷。 當(dāng)與焊盤連接的布線較細(xì)時(shí)，焊盤與布線的連接應(yīng)設(shè)計(jì)成水滴狀。 這樣做的好處是焊盤不易剝落，但布線與焊盤不易斷開。

接線

開關(guān)電源包含高頻信號。 PCB 上的任何印制導(dǎo)線都可以充當(dāng)天線。 印制導(dǎo)線的長度和寬度會影響其阻抗和電感，從而影響頻率響應(yīng)。 即使是通過直流信號的印制導(dǎo)線，也會耦合到相鄰印制導(dǎo)線的射頻信號而引起電路問題（甚至再次輻射干擾信號）。 因此，所有通過交流電流的印刷線應(yīng)設(shè)計(jì)得盡可能短和寬，這意味著連接到印刷線和其他電源線的所有組件必須靠近放置。

印制導(dǎo)線的長度與其電感和阻抗成正比，而寬度與其電感和阻抗成反比。 長度反映了印刷線響應(yīng)的波長。 長度越長，印制導(dǎo)線能夠收發(fā)電磁波的頻率越低，能夠輻射出的射頻能量越多。 根據(jù)印制電路板的電流，盡量租用電源線的寬度，以減小回路電阻。 同時(shí)，使電源線和地線的方向與電流方向一致，有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。 接地是開關(guān)電源四個電流環(huán)路中最底層的支路，起著電路公共參考點(diǎn)的重要作用，是控制干擾的重要方法。

因此，在布局時(shí)應(yīng)慎重考慮接地線的放置。 混合使用各種接地線會導(dǎo)致電源不穩(wěn)定。

地線設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1、正確選擇單點(diǎn)接地 一般情況下，濾波電容的公共端應(yīng)該是其他接地點(diǎn)耦合到大電流交流地的唯一連接點(diǎn)。 同級電路的接地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近，本級電路的電源濾波電容也應(yīng)接到本級的接地點(diǎn)，主要是考慮到各部分電路回流到 地是可變的，實(shí)際流過的線路的阻抗會導(dǎo)致電路各部分地電位的變化而引入干擾。 在這種開關(guān)電源中，它的走線和元器件之間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對干擾的影響較大，所以采用一點(diǎn)接地，即電源開關(guān)電流電路（地 電路中幾個元器件的線接到接地腳上，輸出整流電路中幾個元器件的地線也接到相應(yīng)濾波電容的接地腳上，使電源工作更穩(wěn)定 并且不易自激，如果單點(diǎn)做不到，可以在公共地接兩個二極管或者一個小電阻，可以接比較集中的銅箔。

2、接地線盡量加粗。 如果接地線很細(xì)，接地電位會隨著電流的變化而變化，導(dǎo)致電子設(shè)備的定時(shí)信號電平不穩(wěn)定，抗噪聲性能變差。 因此，要保證每個大電流接地端子都使用盡可能短和寬的印制線，并盡可能加寬電源和地線的寬度。 地線最好比電源線寬。 他們的關(guān)系是：地線、電源線、信號線。 可能的話，接地線的寬度應(yīng)大于3mm，也可以采用大面積的銅層作為接地線。 印制板上不用的部分作為接地線接地。 進(jìn)行全球布線時(shí)還必須遵循以下原則：

(1)布線方向：從焊接面看，元器件的排列方向盡量與原理圖一致，布線方向應(yīng)與電路圖的布線方向一致。 由于在生產(chǎn)過程中通常需要檢測焊接面的各種參數(shù)，便于生產(chǎn)中的檢查、調(diào)試和維護(hù)（注：指滿足電路性能、整機(jī)安裝和面板要求的前提下） 布局）。

(2) 設(shè)計(jì)接線圖時(shí)，走線盡量少轉(zhuǎn)彎，印刷圓弧上線寬不能突然變化，線角≥90度，走線盡量簡潔 盡可能清楚。

(3) 印刷電路中不允許交叉電路。 可能交叉的線可以通過“鉆”或“繞”來解決。 也就是說，讓一根引線“鉆”過其他電阻、電容、三極管腳下的縫隙，或者“繞”過一根可能交叉的引線的一端。 特殊情況下，如何把電路做的很復(fù)雜？ 為了簡化設(shè)計(jì)，也允許使用跳線來解決交叉電路問題。 由于采用單面板，直列元件位于頂面，表面貼裝元件位于底面，因此直列元件在布局中可以與表面貼裝元件重疊，但焊盤 應(yīng)避免重疊。

3、本開關(guān)電源的輸入地和輸出地為低壓DC-DC。 為了將輸出電壓反饋回變壓器的初級，兩側(cè)的電路應(yīng)該有一個共同的參考地。 因此，兩邊的地線鋪銅后，應(yīng)連接在一起，形成公共地線。

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PCB布線設(shè)計(jì)完成后，需要仔細(xì)檢查布線設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)者制定的規(guī)則，還要確認(rèn)制定的規(guī)則是否符合PCB生產(chǎn)工藝的要求。 一般需要檢查線路、線路與元件焊盤、線路與過孔、元件焊盤與過孔、過孔與過孔的距離是否合理，是否符合生產(chǎn)要求。 電源線和地線的寬度是否合適，PCB中是否有可以加寬地線的地方。 注意：有些錯誤可以忽略。 例如，有些連接器的Outline的某些部分位于板框外，檢查間距時(shí)會出現(xiàn)錯誤； 另外，每次修改走線和過孔，都要重新覆銅。

根據(jù)“PCB Checklist”重新檢查

內(nèi)容包括設(shè)計(jì)規(guī)則、層定義、線寬、間距、焊盤和過孔設(shè)置，以及器件布局的合理性、電源和地網(wǎng)絡(luò)的走線、高速時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)的走線和屏蔽、去耦電容的放置和連接 。

設(shè)計(jì)輸出照片文件的注意事項(xiàng)：

1. 需要輸出的圖層有布線層（底層）、絲印層（包括頂層絲印、底層絲印）、阻焊層（底層阻焊）、鉆孔層（底層），同時(shí)生成鉆孔 文件（NCD 鉆）

2. 在設(shè)置絲印層的圖層時(shí)，不要選擇Part Type，而是選擇頂層（底層）和絲印層的Outline、Text和Line。

3.設(shè)置各層的圖層時(shí)，選擇board Outline。 設(shè)置絲印層的圖層時(shí)，不要選擇Part Type，而是選擇頂（下）層和絲印層的輪廓、文字和線條。

4.生成PCB鉆孔文件時(shí)，使用power PCB的默認(rèn)設(shè)置，不要做任何改動。