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如何將電源PCB關(guān)鍵布局走線優(yōu)化到最佳狀態(tài)?

電磁兼容與安規(guī) ? 來源:電磁兼容與安規(guī) ? 2020-03-28 09:52 ? 次閱讀

好的電源電路設(shè)計需要良好的PCB布局走線設(shè)計來承載,PCB設(shè)計的好壞直接關(guān)系到電路最終的性能。在產(chǎn)品開關(guān)過程中遇到太多因PCB設(shè)計問題而導(dǎo)致的改版,如濾波電路和功率電路在距離和角度上設(shè)計的不合理引起近場噪聲耦合嚴(yán)重,導(dǎo)致多次修改EMI濾波器參數(shù)卻不能有效降低傳導(dǎo)噪聲,致使產(chǎn)品不得不重新優(yōu)化布局而導(dǎo)致改版。而在產(chǎn)品開發(fā)過程中,如果能遵循一些規(guī)則,避免一些常規(guī)的錯誤,就能有效的保障產(chǎn)品的性能,下面就為大家介紹一些重要的PCB布局布線建議。

一|電源整體布局

在電源PCB預(yù)布局時,優(yōu)先采用電源輸入-浪涌防護-電路緩起-EMI濾波-電源模塊一字型布局,避免采用U型布局,防止電源內(nèi)部高頻泄露磁場(高頻變壓器、功率電感等)耦合到電源輸入端及濾波電路上,可能會導(dǎo)致電源低頻段傳導(dǎo)測試超標(biāo)。如果由于電源結(jié)構(gòu)體等其它因素限制必須采用U型布局,可采用分腔屏蔽的方式隔離功率電路與濾波電路,同時也可以在靠近電源連接器的地方預(yù)留濾波電容

二|EMI濾波電路布局

對于EMI濾波器電路,共模電感前后的差模電容采用凱爾文接法,共模電感下方銅皮挖空,且不走其他信號。共模電感右側(cè)的Y電容要緊靠電源模塊放置,且要保證Y電容低阻抗接地,如果Y電容離螺釘位置較遠,要用不低于250mil的銅皮接到螺釘上。

三|關(guān)鍵回路及電壓動點布局

對于電源變換器中的開關(guān)回路和整流回路,一定要控制其回路面積,因為回路面積越大,其差模近場輻射越大,會干擾周圍的低電壓控制信號和反饋信號正常工作。電壓動點是一個很大的dv/dt,動點(開關(guān)器件與磁性器件連接的走線)的面積要嚴(yán)格控制,在滿足同流的情況下盡量減小寬度,不然動點對機殼的寄身電容會加大,導(dǎo)致天線的輻射效率增加,干擾加大。

四|磁性元器件布局

對于高頻變壓器和電感下方,要將其下方的銅皮挖空,盡量不要讓信號網(wǎng)絡(luò)深入到下方去,因為變壓器和電感本身就是一個高頻磁場源,容易將噪聲耦合到下方的網(wǎng)絡(luò)上。

五|控制電路布局

功率電路要和控制電路分開布局,因為功率電路一般是高電壓、大電流、高頻率電路,其近場干擾嚴(yán)重。而控制電路一般為低電壓信號,其抗干擾能力較弱,因此兩個要分開布局。再者,功率地和控制地也要分開走線,單點接地,防止功率電路與控制電路產(chǎn)生共地阻抗耦合。

六|驅(qū)動電路布局

驅(qū)動電路到開關(guān)管的距離要短,且由于驅(qū)動信號也是一個大di/dt的干擾源,驅(qū)動信號線和地線的環(huán)路面積要控制到最小。

七|原副邊電容布局

原邊靜點到副邊靜點之間的濾波電容要緊靠著變壓器和開關(guān)管放置,以減小原邊動點-變壓器初次級寄身電容-副邊靜點-原邊靜點這個共模回路面積,給共模噪聲提供低阻抗回流路徑,減小流向LISN的噪聲電流

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