漲知識(shí)! 電源PCB設(shè)計(jì)指南

我們開始新設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)閷⒋蟛糠謺r(shí)間都花在了電路設(shè)計(jì)和元件的選擇上，在 PCB 布局布線階段往往會(huì)因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不足，考慮不夠周全。

如果沒有為 PCB 布局布線階段的設(shè)計(jì)提供充足的時(shí)間和精力，可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)從數(shù)字領(lǐng)域轉(zhuǎn)化為物理現(xiàn)實(shí)的時(shí)候，在制造階段出現(xiàn)問題，或者在功能方面產(chǎn)生缺陷。

讓我們探討設(shè)計(jì)一個(gè)可制造，功能可靠的 PCB 時(shí)需要了解以下6個(gè) PCB 設(shè)計(jì)指南。

1. 微調(diào)你的元件布置

PCB 布局過程的元件放置階段既是科學(xué)又是藝術(shù)，需要對(duì)電路板上可用的主要元器件進(jìn)行戰(zhàn)略性考慮。雖然這個(gè)過程可能具有挑戰(zhàn)性，但你放置電子元件的方式將決定你的電路板的制造難易程度，以及它如何滿足你的原始設(shè)計(jì)要求。

雖然存在元件放置的常規(guī)通用順序，如按順序依次放置連接器，印刷電路板的安裝器件，電源電路，精密電路，關(guān)鍵電路等，但也有一些具體的指導(dǎo)方針需要牢記，包括：

取向- 確保將相似的元件定位在相同的方向上，這將有助于實(shí)現(xiàn)高效且無差錯(cuò)的焊接過程。

布置 - 避免將較小元件放置在較大元件的后面，這樣小元件有可能受大元件焊接的影響而產(chǎn)生裝貼問題。

組織- 建議將所有表面貼裝(SMT)元件放置在電路板的同一側(cè)，并將所有通孔(TH)元件放置在電路板頂部，以盡量減少組裝步驟。

最后還要注意的一條 PCB 設(shè)計(jì)指南- 即當(dāng)使用混合技術(shù)元件(通孔和表面貼裝元件)時(shí)，制造商可能需要額外的工藝來組裝電路板，這將增加你的總體成本。

相較于其他電子產(chǎn)品，開關(guān)電源的PCB布局更為復(fù)雜，需要考慮的因素也更多。

電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 元件與BOM一致性：確保PCB中的元件與物料清單(BOM)完全一致，避免生產(chǎn)錯(cuò)誤。

2. 走線準(zhǔn)確性：走線必須嚴(yán)格遵循原理圖，通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)確保走線正確無誤。

3. 走線寬度：為滿足最大電流要求，走線寬度應(yīng)不小于1mm/1A，以控制溫升在70℃以下，并根據(jù)需要加寬以減少電壓降。

4. 鍍錫處理：在關(guān)鍵線路上進(jìn)行鍍錫，以減少電壓降和損耗。

安規(guī)要求

1. 隔離措施：一次側(cè)和二次側(cè)電路應(yīng)通過隔離帶明確分隔，確保電氣間隙和爬電距離符合安全標(biāo)準(zhǔn)。

2. 標(biāo)識(shí)清晰：在高壓區(qū)域使用1mm絲印虛線，并明確標(biāo)識(shí)“DANGER / HIGH VOLTAGE”。

3. 電氣間隙和爬電距離：根據(jù)電壓等級(jí)，確保各電路間保持適當(dāng)?shù)拈g隙和距離，以滿足安全要求。

EMI抑制策略

1. 電路分區(qū)：將初級(jí)和次級(jí)電路分開布置，減少相互干擾。

2. 緊湊布局：盡量減小交流回路、PFC、PWM和整流回路的包圍面積，以降低EMI。

3. 控制IC布局：控制IC應(yīng)靠近被控制的MOS管，減少控制線路長度。

4. 地線布局：數(shù)字地和模擬地應(yīng)分開，確保地線布局合理，減少干擾。

散熱設(shè)計(jì)

1. 熱管理：根據(jù)PCB的安裝姿態(tài)和位置，合理安排發(fā)熱元件，如電感和變壓器的位置，以優(yōu)化散熱。

2. 散熱片設(shè)計(jì)：選擇合適的散熱片，并考慮熱流方向和空氣對(duì)流，以提高散熱效率。

3. 熱敏感組件保護(hù)：確保熱敏感組件如電解電容和IC遠(yuǎn)離熱源，避免過熱損壞。

制作工藝與安裝要求

1. 尺寸與接口：確保PCB的外形尺寸、安裝尺寸和輸入輸出接口滿足規(guī)格要求，便于安裝和使用。

2. 元件封裝：使用標(biāo)準(zhǔn)封裝，自建封裝時(shí)應(yīng)確?？讖胶线m，以便于元件插入。

3. 安裝和走線：在安裝和走線時(shí)，應(yīng)留有足夠的間隙，避免短路，并確保所有孔和邊緣的距離至少為1mm。

4. 絲印標(biāo)識(shí)：所有元件、小卡、散熱片和引出線孔都應(yīng)有清晰的絲印標(biāo)號(hào)，且與BOM一致。

通過遵循這些設(shè)計(jì)要點(diǎn)，可以確保開關(guān)電源的PCB布局既滿足技術(shù)要求，又符合安全和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，從而提高產(chǎn)品的可靠性和市場競爭力。