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开关电源布置的设计流程

来源: elecfans
2020-12-31
类别:基础知识
eye 15
文章创建人 拍明

原标题:开关电源布置的设计流程

开关电源布置的设计流程是一个复杂但有序的过程,它涉及从原理图到PCB布局布线的多个环节。以下是详细的设计流程:

一、从原理图到PCB的设计流程

  1. 建立元件参数:根据开关电源的功能需求,选择并确定所需的元件及其参数。

  2. 输入原理网表:将电路原理图转化为可被PCB设计软件识别的网表文件。

  3. 设计参数设置:设置PCB设计的各项参数,如导线间距、焊盘尺寸等。这些参数必须满足电气安全要求,并考虑便于操作和生产。

二、布局环节

  1. 放置变压器或电感:作为开关电源中的关键元件,变压器或电感应首先被放置在合适的位置。

  2. 布置功率开关管电流环路:功率开关管及其相关元件应紧密布置,以减小连线长度和电感量,从而降低电磁干扰。

  3. 布置输出整流器电流环路:与功率开关管类似,输出整流器及其相关元件也应紧凑布置。

  4. 连接控制电路与交流功率电路:确保控制电路能够正确地与交流功率电路连接,同时保持信号流通的顺畅。

  5. 布置输出负载环路和输出滤波器:根据电路的功能单元,对输出负载环路和输出滤波器进行布局。

在布局过程中,应遵循以下原则:

  • 考虑PCB尺寸大小,避免过大或过小。

  • 放置器件时要考虑以后的焊接,不要太密集。

  • 以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局。

  • 元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上,尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。

  • 在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。

  • 按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通。

  • 尽可能地减小环路面积,以抑制开关电源的辐射干扰。

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三、布线环节

  1. 设计交流电流布线:所有通过交流电流的印制线应设计得尽可能短而宽,以减少电感量和阻抗,从而降低电磁干扰。

  2. 设计电源线和地线:根据印制线路板电流的大小,尽量加粗电源线宽度,减少环路电阻。同时,使电源线、地线的走向和电流的方向一致,以增强抗噪声能力。

  3. 接地处理:接地是开关电源四个电流回路的底层支路,作为电路的公共参考点起着很重要的作用。在布局中应仔细考虑接地线的放置,避免将各种接地混合,以免造成电源工作不稳定。

四、设计检查与复查

  1. 设计检查:布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求。

  2. 复查:根据“PCB检查表”进行复查,内容包括设计规则、层定义、线宽、间距、焊盘、过孔设置等。还要重点复查器件布局的合理性、电源和地线网络的走线、高速时钟网络的走线与屏蔽、去耦电容的摆放和连接等。

五、设计输出

  1. 输出光绘文件:根据PCB设计软件的要求,输出所需的光绘文件,包括布线层、丝印层、阻焊层、钻孔层等。

  2. 生成钻孔文件:生成用于PCB制造的钻孔文件。

综上所述,开关电源布置的设计流程是一个涉及多个环节和细节的复杂过程。设计者需要在理解电路工作过程的基础上,遵循一定的设计原则和步骤,确保PCB设计的合理性和可靠性。


责任编辑:David

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标签: 开关电源

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