PCB 中电源的处理.docx

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1、PCB中电源的处理众所周知：（1）在电源、地线之间要加去耦电容；（2）尽量加宽电源线和地线，关系是：地线＞电源线＞信号线。通常信号线宽设定为：0.2～0.3mm，最细可达0.05～0.07mm，电源线一般为1.2～2.5mm。数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路，即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用)。用大面积铜层作地线用，在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用或是做成多层板，电源、地线各占用一层。-48V电源电路设计注意事项：  1）按照功能模块布局，电源流向明晰，避

2、免输入、输出交叉布局；  2）先防护、后滤波，防护通道线宽≥50MIL；  3）各自功能模块相对集中、紧凑，严禁交叉、错位。（例如：模块电源的CASE管脚上的电容靠近CASE管脚放置，且CASE管脚到电容的连线短而粗）；   4）整个电源通路布线（或铜箔）宽度满足载流能力要求，且≥50MIL；5）-48V、BGND在满足安规的前提下，并行、相邻布线，在相邻层铺铜（或相邻电源、地平面上分割）为佳；6）从-48V/BGND输入到DC/DC的输入侧，除对应的-48V/BGND/PGND的平面外，所有电

3、源、地平面挖空，接口电源对应区域无其它走线，尤其是共模线圈的下面不能有任何走线、平面穿过；7）其它网络走线、过孔和铺铜必须距-48V网络的走线、过孔和铺铜2～3mm(约78.74mil~118.11mil)，在平面层也需同样间距处理；8）VCC输出滤波电路靠近DC/DC的输出放置。开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、变换器、输出滤波器、控制电路、保护电路。PCB上使用的开关电源一般由板外输入的是DC电源，一般会省略输入电网滤波器、输入整流。2.1主电路（1）输入滤波器：其作用是将电网

4、存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网；（2）整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换；（3）逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小；（4）输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。2.2控制电路一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。2.3

5、检测电路除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。有三种方式：一、脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,缩写为PWM）开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。二、脉冲频率调制（Pulse Frequency Modulation,缩写为PFM）导通脉冲宽度恒定，通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。三、混合调制。导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定，彼此都能改变的方式，它是以上二种方式的混合。开关电源PCB设计原则:1）布局尽量紧凑，布线尽量

6、粗短2）大电流通道和载流能力3）分清交流通路，减少噪声。4）大电流输入输出共地采样反馈和调制输出远离电感和噪声区域。3.DC/DC转换电路（LDO）线性电压调整器是通过自身消耗多余的能量来达到调整电压的目的。优点：电路简单，使用方便，成本低。缺点：自身的发热量大，电源转换效率低。线性电压调整器，如果自身功耗大，则需选择插件封装，加合适的散热器，同时注意接地引线尽量短粗，以减少发热损耗和引线电感的影响。线性电压调整器本身功耗计算：功耗=压差×负载电流=（Vi-Vo）×Io由于本身会大量发热，硬件设

7、计时会考虑加装散热片和利用PCB板散热在PCB设计时遇到电压调整器，需向硬件人员询问清楚他们选用的是哪种散热方式。有些电源芯片的散热片是和芯片地脚相连，而有些则是和芯片的输入或输出脚相连，如不注意，会导致输入或输出端对地短路。应考虑设置PCB表层的禁止布线区，否则散热器安装后可能蹭刮到PCB，造成短路。利用金属外壳和PCB板铜箔连接散热时，也需考虑是否允许连接到地层散热。线性电压调整器针对输出的电压值可分为：固定电压调整器、可调电压调整器。针对这种输出电压固定的调整器，在布局时只需把它的输入、输

8、出端的电容靠近管脚放置，布线时铺铜处理即可。输出电压可调的调整器，在布局时需把它的输入、输出端的电容靠近管脚放置，它的调节电阻也须就近摆放，布线时输入、输出通道铺铜处理，控制信号粗线连接。4.电源控制芯片LAYOUT案例德州仪器PAD1000电源芯片的LAYOUT分析：对此开关电源芯片，主要电流路径和回流地平面使用宽、短的布线方式，输入电容、输出电容、电感器应尽可能接近IC。问答：1、电源芯片引出线的线宽好多比较窄，有时需要精确点的计算。比如我引出线宽10mil，厚度1oz，此时最大通流能力能做