开关电源PCB布局实用指南(强烈推荐)

SIMPLE Array SWITCHER

PCB

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开关电源PCB设计流程及布线技巧

开关电源PCB设计流程及布线技巧在任何开关电源设计中，PCB板的物理设计都是最后一个环节，如果设计方法不当，PCB可能会辐射过多的电磁干扰，造成电源工作不稳定，以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析：一、从原理图到PCB的设计流程建立元件参数－》输入原理网表-》设计参数设置-》手工布局-》手工布线-》验证设计－》复查-》cam输出。二、参数设置相邻导线间距必须能满足电气安全要求，而且为了便于操作和生产，间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压，在布线密度较低时，信号线的间距可适当地加大，对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距，一般情况下将走线间距设为8mil。焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。当与焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这样的好处是焊盘不容易起皮，而是走线与焊盘不易断开。如图：

三、元器件布局实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声；由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。每一个开关电源都有四个电流回路：（1）电源开关交流回路（2）输出整流交流回路（3）输入信号源电流回路（4）输出负载电流回路输入回路通过一个近似直流的电流对输入电容充电，滤波电容主要起到一个宽带储能作用；类似地，输出滤波电容也用来储存来自输出整流器的高频能量，同时消除输出负载回路的直流能量。所以，输入和输出滤波电容的接线端十分重要，输入及输出电流回路应分别只从滤波电容的接线端连接到电源；如果在输入/输出回

开关电源原理分类与布线规则

开关电源原理及分类 1、12V/5V两路输出开关电源. （1)原理图设计（参考PI软件给出的解决方案）（拓扑图）采用反激式。主回路—开关电源中，功率电流流经的通路。主回路一般包含了开关电源中的开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有功率器件,以及供电输入端和负载端。开关电源（直流变换器)的类型很多，在研究开发或者维修电源系统时，全面了解开关电源主回路的各种基本类型,以及工作原理，具有极其重要的意义。开关电源主回路可以分为隔离式及非隔离式两大类型。 1。非隔离式电路的类型：非隔离——输入端及输出端电气相通，没有隔离. 1。1. 串联式结构串联——在主回路中开关器件（下图中所示的开关三极管T）及输入端、输出端、电感器L、负载RL四者成串联连接的关系。开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T及电感器L对负载供电,并同时对电感器L充电，当开关管T关断时，电感器L中的反向电动势使续流二极管D自动导通，电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路,对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。串联式结构，只能获得低于输入电压的输出电压，因此为降压式变换。例如buck拓扑型开关电源就是属于串联式的开关电源 c:\iknow\docshare\data\cur_work\

上图是在图1-1—a电路的基础上,增加了一个整流二极管和一个LC滤波电路。其中L 是储能滤波电感，它的作用是在控制开关K接通期间Ton限制大电流通过，防止输入电压Ui直接加到负载R上,对负载R进行电压冲击，同时对流过电感的电流iL转化成磁能进行能量存储，然后在控制开关T关断期间Toff把磁能转化成电流iL继续向负载R提供能量输出；C是储能滤波电容，它的作用是在控制开关K接通期间Ton把流过储能电感L的部分电流转化成电荷进行存储，然后在控制开关K关断期间Toff把电荷转化成电流继续向负载R 提供能量输出；D是整流二极管,主要功能是续流作用，故称它为续流二极管，其作用是在控制开关关断期间Toff，给储能滤波电感L释放能量提供电流通路. 在控制开关关断期间Toff，储能电感L将产生反电动势，流过储能电感L的电流iL 由反电动势eL的正极流出,通过负载R,再经过续流二极管D的正极，然后从续流二极管D 的负极流出，最后回到反电动势eL的负极。对于图1-2，如果不看控制开关T和输入电压Ui，它是一个典型的反г型滤波电路,它的作用是把脉动直流电压通过平滑滤波输出其平均值。串联式开关电源输出电压uo的平均值Ua为： 1.2. 并联式结构并联——在主回路中，相对于输入端而言，开关器件（下图中所示的开关三极管T)及输出端负载成并联连接的关系。开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T对电感器L充电，同时续流二极管D关断，负载R靠电容器存储的电能供电;当开关管T关断时，续流二极管D导通,输入端电源电压及电感器L中的自感电动势正向叠加后,通过续流二极管D对负载R供电，并同时对电容器C充电。

IClayout布局经验总结.

IC layout布局经验总结布局前的准备: 1 查看捕捉点设置是否正确.08工艺为0.1,06工艺为0.05,05工艺为0.025. 2 Cell名称不能以数字开头.否则无法做DRACULA检查. 3 布局前考虑好出PIN的方向和位置 4 布局前分析电路，完成同一功能的MOS管画在一起 5 对两层金属走向预先订好。一个图中栅的走向尽量一致，不要有横有竖。 6 对pin分类,vdd,vddx注意不要混淆,不同电位(衬底接不同电压)的n井分开.混合信号的电路尤其注意这点. 7 在正确的路径下(一般是进到~/opus)打开icfb. 8 更改cell时查看路径,一定要在正确的library下更改,以防copy过来的cell是在其他的library下,被改错. 9 将不同电位的N井找出来. 布局时注意: 10 更改原理图后一定记得check and save 11 完成每个cell后要归原点 12 DEVICE的个数是否和原理图一至(有并联的管子时注意)；各DEVICE的尺寸是否和原理图一至。一般在拿到原理图之后，会对布局有大概的规划，先画DEVICE，(DIVECE之间不必用最小间距,根据经验考虑连线空间留出空隙)再连线。画DEVICE后从EXTRACTED 中看参数检验对错。对每个device器件的各端从什么方向,什么位置与其他物体连线必须先有考虑(与经验及floorplan的水平有关). 13 如果一个cell调用其它cell，被调用的cell的vssx,vddx,vssb,vddb如果没有和外层cell 连起来，要打上PIN,否则通不过diva检查.尽量在布局低层cell时就连起来 14 尽量用最上层金属接出PIN。 15 接出去的线拉到cell边缘,布局时记得留出走线空间. 16 金属连线不宜过长； 17 电容一般最后画，在空档处拼凑。 18 小尺寸的mos管孔可以少打一点. 19 LABEL标识元件时不要用y0层，mapfile不认。 20 管子的沟道上尽量不要走线;M2的影响比M1小. 21 电容上下级板的电压注意要均匀分布；电容的长宽不宜相差过大。可以多个电阻并联. 22 多晶硅栅不能两端都打孔连接金属。 23 栅上的孔最好打在栅的中间位置. 24 U形的mos管用整片方形的栅覆盖diff层,不要用layer generation的方法生成U形栅. 25 一般打孔最少打两个 26 Contact面积允许的情况下,能打越多越好,尤其是input/output部分,因为电流较大.但如果contact阻值远大于diffusion则不适用.传导线越宽越好,因为可以减少电阻值,但也增加了电容值. 27 薄氧化层是否有对应的植入层 28 金属连接孔可以嵌在diffusion的孔中间.

反激式开关电源PCB设计要点

反激式开关电源PCB设计要点反激电源整体原理图如图1所示。图1开关电源从市电火线L和零线N进来后，有一个电流较大的保险管，如图1所示。这是因为板子上有其他市电交流负载，如交流电机等，当负载电流过大时，保护电路。该保险管电流参数需要根据实际负载功率计算选择。保险管后有一个压敏电阻（如图2所示），用于抑制浪涌和瞬时尖峰电压，当其两端电压高于其阈值时，压敏电阻值迅速下降，从而流过大电流，保护后级电路。在压敏电阻后又有一个电流较小的保险管（如图2所示），这才是真正针对板子开关电源的过流保护，防止电源电流过大，保护电路。保险管后的NTC电阻（如图2所示），用于抑制开机时的浪涌电流，因为刚开机时，NTC温度较低，电阻值很大，抑制电流过大；当在电流作用下，NTC电阻温度升高，电阻值下降到很小，不影响正常工作电流。安规X电容(如图2所示）用于滤除市电的差模干扰，其后的3个电阻主要用于给X电容放电，以符合安规要求，防止在切断市电输入时，人手触摸到金属

端子有触电感。使用多个电阻的原因是分散承受电压和功率。共模电感（如图2所示）用于滤除共模干扰电流。图2输入电容EC1在行业上有个3uF/W的通用原则，但需要注意的是该功率是输入功率而非输出功率，假设输出功率12W，效率为80%，则输入功率为15W，则输入电容至少为45uF，如图8所示。由于反激电源演变自Buck-Boost，其输入回路和输出回路均是电流不连续路径，因此均要控制回路面积越小越好。输入电容EC1要靠近电源芯片，如图3所示。同理，输出整流二极管和输出电容也应该靠近变压器。

图3RCD钳位电路用于吸收开关管关断时的Vds高压，防止损坏MOS 管（电源芯片）。Layout时需将电容靠近变压器，电阻次之，如图4所示。

开关电源PCB制版布线基本要求详解

开关电源PCB排版基本要点作者：瑞士商升特股份有限公司上海代表处周琛发布时间：2006-10-14 10:50 出处：https://www.360docs.net/doc/d37558869.html, 摘要：开关电源PCB排版是开发电源产品中的一个重要过程。许多情况下，一个在纸上设计得非常完美的电源可能在初次调试时无法正常工作，原因是该电源的PCB排版存在着许多问题．详细讨论了开关电源PC B排版的基本要点，并描述了一些实用的PCB排版例子。关键词：PCB排版；开关电源引言为了适应电子产品飞快的更新换代节奏，产品设计工程师更倾向于选择在市场上很容易采购到的AC／DC适配器，并把多组直流电源直接安装在系统的线路板上。由于开关电源产生的电磁干扰会影响到其电子产品的正常工作，正确的电源PCB排版就变得非常重要。开关电源PCB排版与数字电路PCB排版完全不一样。在数字电路排版中，许多数字芯片可以通过PCB软件来自动排列，且芯片之间的连接线可以通过PCB软件来自动连接。用自动排版方式排出的开关电源肯定无法正常工作。所以，没计人员需要对开关电源PCB排版基本规则和开关电源工作原理有一定的了解。 1 开关电源PCB排版基本要点 l.1 电容高频滤波特性图1是电容器基本结构和高频等效模型。电容的基本公式是式(1)显示，减小电容器极板之间的距离(d)和增加极板的截面积(A)将增加电容器的电容量。

电容通常存在等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)二个寄生参数。图2是电容器在不同工作频率下的阻抗(Zc)。一个电容器的谐振频率(fo)可以从它自身电容量(C)和等效串联电感量(LESL)得到，即当一个电容器工作频率在fo以下时，其阻抗随频率的上升而减小，即当电容器工作频率在fo以上时，其阻抗会随频率的上升而增加，即当电容器工作频率接近fo时，电容阻抗就等于它的等效串联电阻(RESR)。电解电容器一般都有很大的电容量和很大的等效串联电感。由于它的谐振频率很低，所以只能使用在低频滤波上。钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感，因而它的谐振频率会高于电解电容器，并能使用在中高频滤波上。瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小，因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器，所以能使用在高频滤波和旁路电路上。由于小电容量瓷片电容器的谐振频率会比大电容量瓷片电容器的谐振频率要高，因此，在选择旁路电容时不能光选用电容值过高的瓷片电容器。为了改善电容的高频特性，多个不同特性的电容器可以并联起来使用。图3是多个不同特性的电容器并联后阻抗改善的效果。

版图LAYOUT布局经验总结94条

layout布局经验总结布局前的准备: 1 查看捕捉点设置是否正确.08工艺为0.1,06工艺为0.05,05工艺为0.025. 2 Cell名称不能以数字开头.否则无法做DRACULA检查. 3 布局前考虑好出PIN的方向和位置 4 布局前分析电路，完成同一功能的MOS管画在一起 5 对两层金属走向预先订好。一个图中栅的走向尽量一致，不要有横有竖。 6 对pin分类,vdd,vddx注意不要混淆,不同电位(衬底接不同电压)的n井分开.混合信号的电路尤其注意这点. 7 在正确的路径下(一般是进到~/opus)打开icfb. 8 更改cell时查看路径,一定要在正确的library下更改,以防copy过来的cell是在其他的library下,被改错. 9 将不同电位的N井找出来. 布局时注意: 10 更改原理图后一定记得check and save 11 完成每个cell后要归原点 12 DEVICE的个数是否和原理图一至(有并联的管子时注意)；各DEVICE的尺寸是否和原理图一至。一般在拿到原理图之后，会对布局有大概的规划，先画DEVICE，(DIVECE 之间不必用最小间距,根据经验考虑连线空间留出空隙)再连线。画DEVICE后从EXTRACTED中看参数检验对错。对每个device器件的各端从什么方向,什么位置与其他物体连线必须先有考虑(与经验及floorplan的水平有关). 13 如果一个cell调用其它cell，被调用的cell的vssx,vddx,vssb,vddb如果没有和外层cell连起来，要打上PIN,否则通不过diva检查.尽量在布局低层cell时就连起来。 14 尽量用最上层金属接出PIN。 15 接出去的线拉到cell边缘,布局时记得留出走线空间. 16 金属连线不宜过长； 17 电容一般最后画，在空档处拼凑。 18 小尺寸的mos管孔可以少打一点. 19 LABEL标识元件时不要用y0层，mapfile不认。 20 管子的沟道上尽量不要走线;M2的影响比M1小. 21 电容上下级板的电压注意要均匀分布；电容的长宽不宜相差过大。可以多个电阻并联. 22 多晶硅栅不能两端都打孔连接金属。 23 栅上的孔最好打在栅的中间位置. 24 U形的mos管用整片方形的栅覆盖diff层,不要用layer generation的方法生成U形栅. 25 一般打孔最少打两个 26 Contact面积允许的情况下,能打越多越好,尤其是input/output部分,因为电流较大.但如果contact阻值远大于diffusion则不适用.传导线越宽越好,因为可以减少电阻值,但也增加了电容值. 27 薄氧化层是否有对应的植入层 28 金属连接孔可以嵌在diffusion的孔中间.

开关电源课程设计

太原理工大学课程设计任务书指导教师签名：日期：

前言随着电力电子技术的发展，开关电源的应用越来越广泛。反激式开关电源以其设计简单，体积小巧等优势，广泛应用于小功率场合。开关电源以其小型、轻量和高效率的特点，被广泛地应用于各种电气设备和系统中，其性能的优劣直接关系到整个系统功能的实现。开关稳压电源有多种类型，其中单端反激式开关电源由于具有线路简单，所需要的元器件少，能够提供多路隔离输出等优点而广泛应用于小功率电源领域。本论文根据输入电压经EMI滤波设计整流桥，再与直流变压器开关管构成反激电路。通过输出反馈经UC3842控制占空比，从而使输出电压稳定。反激电路中开关管开通原边线圈储存能量，副边不导通。原边关断时，线圈储存的能量通过互感向负载提供能量。输出电压反馈由TL431和光耦构成，当输出稳定时，有一个稳定的电流；当输出电压增大时，TL431分流增加，发光二极管亮度改变，使三级管电流改变，致使开关管控制导通占空比改变，从而使输出电压减小。另外，芯片UC3842引脚接一电流反馈，通过控制分压值实现截流保护，防止输出过电流。设计中，直流变压器的设计是重点，需要计算其原边电感，原副边匝数，铁芯的选择，根据这些参数构造电路图，计算各电容电阻值及二极管承受的反压，选择合适的型号。论文先介绍了开关电源及反激式开关电源，然后介绍器件选型，再分部分介绍主电路、控制电路和保护电路，最后附表为选择时参数参考表和总电路图。

目录前言第一章开关电源概述 (1) 1.1开关电源综述 (1) 1.2反激式开关电源介绍 (2) 第二章总体方案的确定 (2) 2.1总体设计思路及框图 (2) 2.2仿真原理图 (3) 第三章具体电路设计 (5) 3.1EMI滤波电路 (5) 3.2整流滤波电路设计 (6) 3.3高频变压器的设计 (7) 3.4控制反馈电路的设计 (15) 3.5保护电路的设计 (17) 3.6输出侧滤波电路设计 (18) 第四章电路仿真与结果 (19) 4.1 EMI滤波电路 (19) 4.2整流电路 (21) 4.3反激型电路 (22) 4.4反馈电路 (23) 4.5总电路 (24) 心得体会 (25) 参考文献 (26)

开关电源的PCB布局走线

首先从开关电源的设计及生产工艺开始描述吧，先说说印制板的设计。开关电源工作在高频率,高脉冲状态，属于模拟电路中的一个比较特殊种类。布板时须遵循高频电路布线原则。 1、布局:脉冲电压连线尽可能短,其中输入开关管到变压器连线，输出变压器到整流管连接线。脉冲电流环路尽可能小如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负。输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变压器电路中X电容要尽量接近开关电源输入端,输入线应避免与其他电路平行，应避开。 Y电容应放置在机壳接地端子或FG连接端。共摸电感应与变压器保持一定距离，以避免磁偶合。如不好处理可在共摸电感与变压器间加一屏蔽，以上几项对开关电源的EMC性能影响较大。输出电容一般可采用两只一只靠近整流管另一只应靠近输出端子,可影响电源输出纹波指标，两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容。发热器件要和电解电容保持一定距离，以延长整机寿命，电解电容是开关电源寿命的瓶劲,如变压器、功率管、大功率电阻要和电解保持距离，电解之间也须留出散热空间,条件允许可将其放置在进风口控制部分要注意:高阻抗弱信号电路连线要尽量短如取样反馈环路，在处理时要尽量避免其受干扰、电流取样

信号电路，特别是电流控制型电路，处理不好易出现一些想不到的意外，其中有一些技巧现以3８43电路举例见图（1）图一效果要好于图二，图二在满载时用示波器观测电流波形上明显叠加尖刺，由于干扰限流点比设计值偏低，图一则没有这种现象、还有开关管驱动信号电路，开关管驱动电阻要靠近开关管,可提高开关管工作可靠性，这和功率 MＯＳFET高直流阻抗电压驱动特性有关。下面谈一谈印制板布线的一些原则。线间距：随着印制线路板制造工艺的不断完善和提高,一般加工厂制造出线间距等于甚至小于0．１mｍ已经不存在什么问题,完全能够满足大多数应用场合。考虑到开关电源所采用的元器件及生产工艺，一般双面板最小线间距设

开关电源布线注意事项

上期我们谈到了布局方面的注意事项，对于layout 工程师来说电源模块布局完成时，布线也就基本已经规划好，布局做好，布线自然水到渠成。如下图1所示原理图：图1 从原理图中我们可以看到a:主电流通道(红色）b：地的区别（电源地、信号地、其他信号地）c：反馈通道（蓝色）d：续流回路。对于上述开关电源的布线的处理时，我们还是有以下事项需要注意：开关管部分: 尽量粗短，一般用铺铜实现，考虑大电流通道。输入输出滤波：注意到电源平面的过孔数目和位置，在滤波电容之后。输入输出的地：用大铜皮连接到一起，多打地孔到平面（开关管特殊要求除外）。

控制电路的地：模拟地，与大电流地分开，单点接地。控制电路的采样：模拟信号，采样点在输出滤波之后，如果有电流采样和电压采样，布成差分线的紧耦合形式，采样线尽量短，减小受干扰的空间。控制电路的调制输出：模拟信号，不要在开关管下走长线，远离大电流的电源和地等区域。下面我们还是借用芯片的datasheet图例来一起看一下开关电源布线的一些注意事项，如下图2所示：图2：某电源芯片layout guide 从datasheet要求来看主要需要我们注意： 1.输入输出回路尽量小满足载流且满足共地。 2.模拟地与大电流地分开，单点接地。 3.反馈信号处理以及芯片散热等。在我们的实际设计应用中对于上述开关电源电路可能会进行优化调整如图3所示原理图，其主要核心部分还是一致，如图3所示是该模块原理图和布线展示的示例：

图3.1：SCH 图3.2：布线展示我们可以从布线展示图中可以看到基本按照layout guide设计，但我们还需要注意以下细节：大电流通道滤波电路孔的位置和数量；输入输出地的铺铜共地连接；采样电路避免受干扰；芯片模拟地与大电流地的区分与单点相连，以及芯片的散热！接着上期的“IPC”PCB设计大赛的开关电源，如下图4原理图和布线展示：图4-1：原理图

PCBLayout布局布线基本规则

布局： 1、顾客指定器件位置是否摆放正确 2、BGA与其它元器件间距是否≥5mm 3、PLCC、QFP、SOP各自之间和相互之间间距是否≥2.5 mm 4、PLCC、QFP、SOP与Chip 、SOT之间间距是否≥1.5 mm 5、Chip、SOT各自之间和相互之间的间距是否≥0.3mm 6、PLCC表面贴转接插座与其它元器件的间距是否≥3 mm 7、压接插座周围5mm范围内是否有其他器件 8、Bottom层元器件高度是否≤3mm 9、模块相同的器件是否摆放一致 10、元器件是否100%调用 11、是否按照原理图信号的流向进行布局，调试插座是否放置在板边 12、数字、模拟、高速、低速部分是否分区布局，并考虑数字地、模拟地划分 13、电源的布局是否合理、核电压电源是否靠近芯片放置 14、电源的布局是否考虑电源层的分割、滤波电容的组合放置等因素 15、锁相环电源、REF电源、模拟电源的放置和滤波电容的放置是否合理 16、元器件的电源脚是否有0.01uF～0.1uF的电容进行去耦 17、晶振、时钟分配器、VCXO\TCXO周边器件、时钟端接电阻等的布局是否合理 18、数字部分的布局是否考虑到拓扑结构、总线要求等因素 19、数字部分源端、末端匹配电阻的布局是否合理 20、模拟部分、敏感元器件的布局是否合理 21、环路滤波器电路、VCO电路、AD、DA等布局是否合理 22、UART\USB\Ethernet\T1\E1等接口及保护、隔离电路布局是否合理 23、射频部分布局是否遵循“就近接地”原则、输入输出阻抗匹配要求等 24、模拟、数字、射频分区部分跨接的回流电阻、电容、磁珠放置是否合理外形制作： 1、外形尺寸是否正确？ 2、外形尺寸标注是否正确？ 3、板边是否倒圆角≥1.0mm 4、定位孔位置与大小是否正确 5、禁止区域是否正确 6、Routkeep in距板边是否≥0.5mm 7、非金属定位孔禁止布线是否０.3mm以上 8、顾客指定的结构是否制作正确规则设置： 1、叠层设置是否正确？ 2、是否进行class设置 3、所有线宽是否满足阻抗要求？ 4、最小线宽是否≧5mil 5、线、小过孔、焊盘之间间距是否≥6mil，线到大过孔是否≥10mil

开关电源的PCB布线要求

开关电源的PCB布线设计开关电源PCB排版是开发电源产品中的一个重要过程。许多情况下，一个在纸上设计得非常完美的电源可能在初次调试时无法正常工作，原因是该电源的PCB排版存在着许多问题． 0、引言为了适应电子产品飞快的更新换代节奏，产品设计工程师更倾向于选择在市场上很容易采购到的AC／DC适配器，并把多组直流电源直接安装在系统的线路板上。由于开关电源产生的电磁干扰会影响到其电子产品的正常工作，正确的电源PCB排版就变得非常重要。开关电源PCB排版与数字电路PCB排版完全不一样。在数字电路排版中，许多数字芯片可以通过PCB软件来自动排列，且芯片之间的连接线可以通过PCB软件来自动连接。用自动排版方式排出的开关电源肯定无法正常工作。所以，没计人员需要对开关电源PCB排版基本规则和开关电源工作原理有一定的了解。 1、开关电源PCB排版基本要点 1.1 电容高频滤波特性图1是电容器基本结构和高频等效模型。电容的基本公式是式(1)显示，减小电容器极板之间的距离(d)和增加极板的截面积(A)将增加电容器的电容量。电容通常存在等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)二个寄生参数。图2是电容器在不同工作频率下的阻抗(Zc)。

一个电容器的谐振频率(fo)可以从它自身电容量(C)和等效串联电感量(LESL)得到，即当一个电容器工作频率在fo以下时，其阻抗随频率的上升而减小，即当电容器工作频率在fo以上时，其阻抗会随频率的上升而增加，即当电容器工作频率接近fo时，电容阻抗就等于它的等效串联电阻(RESR)。电解电容器一般都有很大的电容量和很大的等效串联电感。由于它的谐振频率很低，所以只能使用在低频滤波上。钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感，因而它的谐振频率会高于电解电容器，并能使用在中高频滤波上。瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小，因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器，所以能使用在高频滤波和旁路电路上。由于小电容量瓷片电容器的谐振频率会比大电容量瓷片电容器的谐振频率要高，因此，在选择旁路电容时不能光选用电容值过高的瓷片电容器。为了改善电容的高频特性，多个不同特性的电容器可以并联起来使用。图3是多个不同特性的电容器并联后阻抗改善的效果。

PCB Layout经验总结-自编

PCB Layout 参数 1.Routing的最小线宽=最小间距（这是一般应该遵循的规则），对于有BGA的板子（布线密度一般较高），单端线线宽一般有：控制线表层0.25mm和内层0.1mm，对应阻抗50欧姆。 PS1：对于这样表层有焊盘间距0.65mm、焊盘直径0.35mm的BGA封装器件层走线时，未出器件焊盘区域时width取0.1mm（clearence为0.1mm），出了焊盘区域可将线宽放宽为0.25mm（clearence 0.15mm）。 PS2：较宽松的电路的最佳推荐线宽、间距一般为0.254mm（10mil）。 PS3：市场上批量生产时允许的最小线宽为表层0.12mm，内层为0.1mm。 PS4：Routing时，应该做到层内布线均匀，各布线层密度相近，这样可以对防止板子翘曲起到积极作用。另外可以通过整层敷铜来达到相同的效果！ 2.普通印制板Via尺寸一般就打这几种（单位默认mm）：控制线Via：（8mil，16mil）、（0.2，0.44）、（0.25，0.5）、（10mil、18.5mil）。电源、地线Via：（0.6，1.0）。 PS1：； PS2：Via金属盘的极限制程能力虽然已经可达环宽0.1mm，但只建议用在迫不得已的情况下使用（参考PS3），推荐Via环宽最小值0.12mm，；

PS3：兴森快捷给胡晓芳Layout的PCB上SN74LVC16T245附近如下，很多反常规的可取设计，比如虽然 Datasheet里推荐使用0.33mm的焊盘，但板子上实际使用的是0.3mm的焊盘，图中BGA内部使用的Via尺寸全是（16mil，8mil）即（0.406m，0.203mm）。 PS4：通孔类Pad的环宽最小0.15mm，国盾要求大于0.225mm。 3.制程能力中的孔间距一博的《高速先生》第13期第24页的那篇文章中说了这一问题，此孔间距是指钻孔内壁间距，一博的制程能力是10mil。拿常规画的PCB来说，使用（8mil，16mil）的Via，Rules设置最小Clearence：4mil，则孔内壁间距=4+2*环宽=12mil，所以直接按照Rules来走线放置Via即可。 4.走线与无盘Via的最小距离对于BGA的投影区域的内部走线层常出现，很局促，甚至很多

开关电源EMI设计-电源PCB设计要点

开关电源EMI设计-电源PCB设计要点摘要：由于开关电源的开关特性，容易使得开关电源产生极大的电磁兼容方面的干扰，作为一个电磁兼容工程师，或则一个PCB layout 工程师必须了解电磁兼容问题的原因已经解决措施，特别是layout 工程师，需要了解如何避免脏点的扩大，本文主要介绍了电源PCB 设计的要点。 1，几个基本原理：任何导线都是有阻抗的；电流总是自动选择阻抗最小的路径；辐射强度和电流、频率、回路面积有关；共模干扰和大dv/dt 信号对地互容有关；降低EMI 和增强抗干扰能力的原理是相似的。 2，布局要按电源、模拟、高速数字及各功能块进行分区。 3，尽量减小大di/dt 回路面积，减小大dv/dt 信号线长度（或面积，宽度也不宜太宽，走线面积增大使分布电容增大，一般的做法是：走线的宽度尽量大，但要去掉多余的部分），并尽量走直线，降低其隐含包围区域，以减小辐射。 4，感性串扰主要由大di/dt 环路（环形天线），感应强度和互感成正比，所以减小和这些信号的互感（主要途径是减小环路面积、增大距离）比较关键；容性串扰主要由大dv/dt 信号产生，感应强度和互容成正比，所有减小和这些信号的互容（主要途径是减小耦合有效面积、增大距离，互容随距离的增大降低较快）比较关键。 5，尽量利用环路对消的原则来布线，进一步降低大di/dt 回路的面积，如图1 所示（类似双绞线利用环路对消原理提高抗干扰能力，增大传输距离）：

图1 ，环路对消（boost 电路的续流环） 6，降低环路面积不仅降低了辐射，同时还降低了环路电感，使电路性能更佳。 7，降低环路面积要求我们精确设计各走线的回流路径。 8，当多个PCB 通过接插件进行连接时，也需要考虑使环路面积达到最小，尤其是大di/dt 信号、高频信号或敏感信号。最好一个信号线对应一条地线，两条线尽量靠近，必要时可以用双绞线进行连接（双绞线每一圈的长度对应于噪声半波长的整数倍）。如果大家打开电脑机箱，就可以看到主板到前面板USB 接口就是用双绞线进行连接，可见双绞线连接对于抗干扰和降低辐射的重要性。 9，对于数据排线，尽量在排线中多安排一些地线，并使这些地线均匀分布在排线中，这样可以有效降低环路面积。 10，有些板间连接线虽然是低频信号，但由于这些低频信号中含有大量的高频噪声（通过传导和辐射），如果没有处理好，也很容易将这些噪声辐射出去。 11，布线时首先考虑大电流走线和容易产生辐射的走线。 12，开关电源通常有4 个电流环：输入、输出、开关、续流，（如图2 ）。其中输入、输出两个电流环几乎为直流，几乎不产生emi ，但容易受干扰；开关、续流两个电流环有较大的di/dt ，需要注意。如果输入、输出两个电容用多

Sketchup的Layout布局教程上部

晓毓教程 (LayOut)上部看到许多朋友对于LayOut都有很大的兴趣却没有一个合适的中文教程,因此这个版块也快成了问答版块了,所以我今天将自己对于使用LayOut的一点心得发上来与大家共享,这些内容也是我正在编写的SketchUp新书中的一小部分,到时书中会有更详细的讲解,希望大家多多给我修改意见! 在下先谢了! 今晚先发前半部分,让大家先睹为快! 由于是个人总结的，所以有错误的地方还望大家给予谅解！ LayOut是伴随SketchUp6一并出现的小软件，它的功能大部分类似于AutoCAD中的布局功能，因此许多朋友都叫它SU布局，在这里我想叫它“版式编辑器”。我们可以使用“版式编辑器”来完成更丰富的个性化版式，使我们的设计作品提升一个更高的层次，并且这个“版式编辑器”又结合了一些SU所特有的功能，更使之增色不少，二者的结合也使这个小软件逐渐受人关注了，接下来我们将根据一个接近实际的案例来进行讲解。本教程从实际应用的角度出发，图文并茂的讲解LayOut的使用方法，在讲解过程中会用“题外话”的方式来讲解实例中没有涉及到的又是 LayOut中的重点内容！希望大家对于阅读方面有什么不方便的地方也一并给予指正！

1.首先打开一个SketchUp模型如图01所示，现在我们打开的案例是一个已经设置好页面的案例，请大家事先也设置好几个页面吧！

2.然后我们先在SketchUp里将阴影的参数调整好，因为有些设置在LayOut里是无法调节的，调整效果如图02所示。

3.下一步要将显示模式设置成“材质帖图”的显示模式，这样进入LayOut后就省去了一些反复的步骤，如图03所示。

开关电源PCB设计实例

开关电源PCB设计实例标签：开关电源PCB 印制电路板的制作所有开关电源设计的最后一步就是印制电路板(PCB)的线路设计。如果这部分设计不当，PCB也会使电源工作不稳定，发射出过量的电磁干扰(EMI)。设计者的作用就是在理解电路工作过程的基础上，保证PCB设计合理。开关电源中，有些信号包含丰富的高频分量，因而任何一条PCB引线都可能成为天线。引线的长和宽影响它的电阻和电感量，进而关系到它们的频率响应。即使是传送直流信号的引线，也会从邻近的引线上引入RF(射频)信号，使电路发生故障，或者把这干扰信号再次辐射出去。所有传送交流信号的引线要尽可能短且宽。这意味着任何与多条功率线相连的功率器件要尽可能紧挨在一起，以减短连线长度。引线的长度直接与它的电感量和电阻量成比例，它的宽度则与电感量和电阻量成反比。引线长度就决定了其响应信号的波长，引线越长，它能接收和传送的干扰信号频率就越低，它所接收到的RF(射频)能量也越大。主要电流环路每一个开关电源内部都有四个电流环路，每个环路要与其他环路分开。由于它们对PCB布局的重要性，下面把它们列出来： 1．功率开关管交流电流环路。 2．输出整流器交流电流环路。 3．输入电源电流环路。 4．输出负载电流环路。

图59a、b、c画出了三种主要开关电源拓扑的环路。通常输入电源和负载电流环路并没有什么问题。这两个环路上主要是在直流电流上叠加了一些小的交流电流分量。它们一般有专门的滤波器来阻止交流噪声进入周围的电路。输入和输出电流环路连接的位置只能是相应的输入输出电容的接线端。输入环路通过近似直流的电流对输入电容充电，但它无法提供开关电源所需的脉冲电流。输入电容主要是起到高频能量存储器的作用。类似地，输出滤波电容存储来自输出整流器的高频能量，使输出负载环能以直流方式汲取能量。因此，输入和输出滤波电容接线端的放置很重要。如果输入或输出环与功率开关或整流环的连接没有直接接到电容的两端，交流能量就会从输入或输出滤波电容上流进流出，并通过输入和输出电流环“逃逸”到外面环境中。功率开关和整流器的交流电流环路包含非常高的PWM开关电源典型的梯形电流波形。这些波形含有延展到远高于基本开关频率的谐波。这些交流电流的峰值有可能是连续输入或输出直流电流的2～5倍。典型的转换时间大约是50ns，因而这两个环路最有可能产生电磁干扰(EMI)。在电源PCB制作中，这些交流电流环路的布线要在其他引线之前布好。每个环路由三个主要器件组成：滤波电容、功率开关管或整流器、电感或变压器。它们的放置要尽可能靠近。这些器件的方向也要确定好，以使它们之间的电流通路尽可能短。图60就

开关电源的PCB布局布线设计

开关电源的PCB布局布线设计开关电源（SMPS，Switched-Mode Power Supply）是一种非常高效的电源变换器，其理论值更是接近100%，种类繁多。按拓扑结构分，有Boost、Buck、Boost-Buck、Charge-pump等；按开关控制方式分，有PWM、PFM；按开关管类别分，有BJT、FET、IGBT等。本次讨论以数据卡电源管理常用的PWM控制Buck、Boost型为主。开关电源的主要部件包括：输入源、开关管、储能电感、控制电路、二极管、负载和输出电容。目前绝大部分半导体厂商会将开关管、控制电路、二极管集成到一颗CMOS/Bipolar 工艺的电源管理IC中，极大简化了外部电路。其中储能电感作为开关电源的一个关键器件，对电源性能的好坏有重要作用，同时也是产品设计工程师重点关注和调试的对象。随着像手机、PMP、数据卡为代表的消费类电子设备的尺寸正朝着轻、薄、小巧、时尚的趋势发展，而这正与产品性能越强所要的更大容量、更大尺寸的电感和电容矛盾。因此，如何在保证产品性能的前提下，减小开关电源电感的尺寸（所占据的PCB面积和高度）是本文要讨论的一个重要命题，设计者将不得不在电路性能和电感参数间进行折中（Tradeoff）。任何事物都具有两面性，开关电源也不例外。坏的PCB布局布线设计不但会降低开关电源的性能，更会强化EMC、EMI、地弹（grounding）等。在对开关电源进行布局布线时应注意的问题和遵循的原则也是本文要讨论的另一重要命题。一、开关电源占空比D、电感值L、效率η公式推导 Buck型和Boost型开关电源具有不同的拓扑结构，本文将使用如图1-1、1-2所示的电路参考模型：参考电路模型默认电感的DCR（Direct Constant Resistance）为零。 Buck/Boost型开关电源，伴随开关管的开和关，储能电感的电流波形如图1-3所示：

layout布局经验总结

布局前的准备: 1 查看捕捉点设置是否正确.08工艺为 0.1,06工艺为0.05,05工艺为0.025. 2 Cell名称不能以数字开头.否则无法做DRACULA检查. 3 布局前考虑好出PIN的方向和位置 4 布局前分析电路，完成同一功能的 MOS管画在一起 5 对两层金属走向预先订好。一个图中栅的走向尽量一致，不要有横有竖。 6 对pin分类,vdd,vddx注意不要混淆,不同电位(衬底接不同电压)的n井分开.混合信号的电路尤其注意这点. 7 在正确的路径下(一般是进到~/opus)打开icfb. 8 更改cell时查看路径,一定要在正确的library下更改,以防copy过来的cell 是在其他的library下,被改错. 9 将不同电位的N井找出来. 布局时注意: 10 更改原理图后一定记得check and save 11 完成每个cell后要归原点 12 DEVICE的个数是否和原理图一至(有并联的管子时注意)；各 DEVICE的尺寸是否和原理图一至。一般在拿到原理图之后，会对布局有大概的规划，先画DEVICE，(DIVECE之间不必用最小间距,根据经验考虑连线空间 [转帖]layout布局经验总结[ICISEE论坛] https://www.360docs.net/doc/d37558869.html,/bbs/dispbbs.asp?BoardID=36&id=1012（第1／8 页）2006-7-17 16:01:33 [转帖]layout布局经验总结[ICISEE论坛] 留出空隙)再连线。画DEVICE后从EXTRACTED中看参数检验对错。对每个 device器件的各端从什么方向,什么位置与其他物体连线必须先有考虑(与经验及floorplan的水平有关). 13 如果一个cell调用其它cell，被调用的cell的vssx,vddx,vssb,vddb如果没有和外层cell连起来，要打上PIN,否则通不过diva检查.尽量在布局低层cell 时就连起来。 14 尽量用最上层金属接出PIN。 15 接出去的线拉到cell边缘,布局时记得留出走线空间. 16 金属连线不宜过长； 17 电容一般最后画，在空档处拼凑。 18 小尺寸的mos管孔可以少打一点. 19 LABEL标识元件时不要用y0层，mapfile不认。 20 管子的沟道上尽量不要走线;M2的影响比M1小. 21 电容上下级板的电压注意要均匀分布；电容的长宽不宜相差过大。可以多个电阻并联. 22 多晶硅栅不能两端都打孔连接金属。 23 栅上的孔最好打在栅的中间位置. 24 U形的mos管用整片方形的栅覆盖diff层,不要用layer generation的方

开关电源PCB设计要点及实例分析

开关电源PCB设计要点及实例分析开关电源PCB设计要点及实例分析开关电源PCB设计要点及实例分析为了适应电子产品飞快的更新换代节奏，产品设计工程师更倾向于选择在市场上很容易采购到的AC/DC适配器，并把多组直流电源直接安装在系统的线路板上。由于开关电源产生的电磁干扰会影响到其电子产品的正常工作，正确的电源PCB设计就变得非常重要。开关电源PCB设计与数字电路PCB设计完全不一样。在数字电路排版中，许多数字芯片可以通过PCB软件来自动排列，且芯片之间的连接线可以通过PCB软件来自动连接。用自动排版方式排出的开关电源肯定无法正常工作。所以,设计人员需要对开关电源PCB设计基本规则和开关电源工作原理有一定的了解。 1 开关电源PCB设计基本要点 1.1 电容高频滤波特性图1是电容器基本结构和高频等效模型。图1 电容器结构和寄生等效串联电阻和电感电容的基本公式是 C=Εrε0 （1）

式（1）显示，减小电容器极板之间的距离（D）和增加极板的截面积（A）将增加电容器的电容量。电容通常存在等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL）二个寄生参数。图2是电容器在不同工作频率下的阻抗（ZC）。图2 电容阻抗（ZC）曲线一个电容器的谐振频率（F0）可以从它自身电容量（C）和等效串联电感量（LESL）得到，即 F0= （2）当一个电容器工作频率在F0以下时，其阻抗随频率的上升而减小，即 ZC= （3）当电容器工作频率在F0以上时，其阻抗会随频率的上升而增加，即 ZC=J2πfLESL（4）当电容器工作频率接近F0时，电容阻抗就等于它的等效串联电阻（RESR）。电解电容器一般都有很大的电容量和很大的等效串联电感。由于它的谐振频率很低，所以只能使用在低频滤波上。钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感，

Layout规划经验谈

关于厂房规划（我做的是电子厂，不过我想道理是一样的）,总整体上来看,整个规划内容大至可以分为下面几个部分：一.生活设施规划（我把这部分归结为人流），包括：打卡区/更鞋区/餐厅/卫生间/车棚/休息区（饮水区）/吸烟区，/监控室（安检区）二.生产设施规划（我把这部分归结为物流），包括： 1.仓库：1.1.码头（含入库码头，出库码头,Foxconn有的楼栋是分离的比如E区,有的是在一起的比如A区） 1.2.原料仓(包括IQC检验区，OK放置区,不良品区） Foxconn料仓一般分: 1.2.1机构仓自制件仓(成型件/印刷件/冲压件/烤漆件/SMT件,分布在各个楼栋楼层,大部分直接入装配Kitting仓,只要距离不太远,像冲压件和烤漆件往往跟组装不在同一个楼栋,这个时候需要在装配外购件仓有个周转区,库存可参考11H库存) 外购件仓(Hub仓非电子件的周转区一般11H库存) 1.2.2包材仓(一般1.5天库存,瓶颈物料如栈板可放宽) 1.2.3电子件仓(Hub仓电子件的周转区,一般跟SMT在同一楼层,温湿度要求严格,空间要求密闭,温湿度可调) 1.2.4贵重物品仓(放置贵重物料CPU/DU/LCD等体积下价值高的物料) 1.3.成品区(OQC检验区/放置区/不良品区) 2.料区：包括原料暂存区，半成品暂存去，成品暂存区，不良品暂存及处理区 3.生产区域：包括生产线，水电气的供应等等 4.辅助生产区：包括各种机房（空调机房，空压机房，配电房，网络机房），维修区（包括电子件和机构件维修区），设备及治具摆放区，OQC检验区等 5.office区：各个部门办公区及相应的电，电话，网络供应。当然，一个完整的厂房还包括前台区，会议室等等。下面做一些说明: 准备事项: 由于我当时所做的layout都是属于旧厂房改造,所以只能讲讲这方面的经验,从另一个角度讲,旧厂房改**而比较麻烦 ,因为很多约束比较多,拆了重新来可能比建个新的还麻烦. 一般来讲,要改造一个厂房,第一步就是看现场,了解目前的状态,另外,还需要收集一些基本数据,比如:柱间距；各楼层的承重；楼层的高度(板对板间距),梁高；(这个主要是涉及管道的规划以及夹层的设计)承重墙的分布；电梯的数量及分布；目前各机房的数量及位置，容量；未来的产能规划等等其中,产能规划是比较重要的,因为很多数据都是根据产能需求来进行计算的. 生活设施方面生活设施方面主要是满足员工日常生活需求所用的,这个部分我们归结为人流,正常的情况下,员工上班的整个顺序一般是这样的:打上班卡----更鞋----进入车间(上午)-----餐厅------进入车间(下午)-----下班-----过安检------更鞋-----打下班卡. 这中间,还包括工作中休息的时间,即需要休息区(包括饮水区),另外还要上厕所,所以需要卫生间,等等. 餐厅:一般座位与就餐人数的比例在1:3~1:5之间,如果每批次就餐时间为20分钟的话,那么大约在2个小时内可以就餐完毕