开关电源PCB布局指南AN-1229中文版
开关电源PCB排版基本要点
开关电源PCB排版基本要点1. PCB设计概述PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是电子设备中一个重要的组成部分。
开关电源PCB的设计是为了实现电源电路的稳定和高效工作。
在设计PCB排版时，需要考虑各个元器件的布局和连线，以确保电路的性能和可靠性。
2. PCB尺寸和层数在进行开关电源PCB排版时，需要确定PCB的尺寸和层数。
PCB 的尺寸应根据电源模块和外部连接器的大小来确定，以确保元器件能够合理布局，并与其他电路板相连接。
而层数则取决于所需电路的复杂程度和PCB的可用空间。
通常，开关电源PCB可以采用2层或4层结构。
3. 元器件布局在进行元器件布局时，需要根据电路原理图的要求，将不同的元器件放置在合适的位置。
一般来说，输入和输出滤波电容应尽量靠近电源模块，以最大程度地减小电源线的电感影响。
开关元件和控制芯片应尽量靠近主要电源电路，以减小开关电压和控制信号的传输损耗。
同时，还要考虑元器件之间的间距和连线的方向，以便于布线和维修。
4. 连接线和走线规划在进行PCB排版时，合理的连接线和走线规划是非常重要的。
首先，要确保电源线和信号线之间有足够的间距，以减小互相的干扰。
其次，需要避免信号线和高电压线路的交叉，以避免干扰和短路的风险。
另外，要尽量缩短连接线的长度，以减小信号传输的延迟和损耗。
最后，要合理设置地线和电源线的走向，并确保它们之间的连通性，以避免地回路干扰和功率线路的损耗。
5. 确保供电和散热性能在进行开关电源PCB排版时，供电和散热性能是需要重点考虑的因素。
为了保证供电性能，应尽量减少电源线的电阻和电感，以提高功率传输效率。
此外，还要合理选择电源线的截面积和排线宽度，以满足电流要求。
对于散热性能，则需要合理设置散热器的位置和尺寸，以确保电源模块和其他高功率器件的稳定工作温度。
6. PCB层间布线和注释为了方便布线和维修，需要在PCB上添加层间布线和注释。
层间布线可以通过添加跳线、蓝线或插针来实现，以简化复杂电路的布线。
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。
PCB印刷电路板布局指导手册(doc 18页)
PCB印刷电路板布局指导手册(doc 18页)印刷電路板佈局指導原則技術報告：TR-040 王見名鄒應嶼電力電子與運動控制實驗室.tw/國立交通大學電機與控制工程研究所前言隨著高科技領域的進步，電磁干擾(electromagnetic inference, EMI)的問題也日益增多。
當半導體元件速度變得愈快、密度愈高時，雜訊也愈大。
對印刷電路板(PCB)設計工程師而言，EMI的問題也日趨重要。
忽視EMI佈局的設計工程師，將發現其設計不是在執行時無法與規格一致，就是根本無法動作。
藉由適當的印刷電路板佈局技術與配合系統化的設計方法，可預先避免EMI問題的干擾。
本文所列舉的電路板佈局指導原則雖非解決EMI問題的萬靈丹，但利用已證實的佈局方法，可有效的降低在以高頻微處理器/數位信號處理器為基礎的數位類比混合信號系統中的EMI干擾。
電磁干擾簡介PCB的佈局原則●元件的放置●接地的佈局/接地雜訊的定義/降低接地雜訊●電源線的佈局與解耦/電源線的雜訊耦合/電源線濾波器(power line filter)●信號的佈局●數位IC的削尖電容(despiking capacitor)●數位電路的雜訊與佈線●類比電路的雜訊與佈線PCB 佈局降低雜訊的檢查要項2. EMI 簡介2.1 雜訊的定義雜訊係指除了所需的信號以外而出現在電路內的任何電氣訊號[Motchenbacher and Fitchen, 1973]，此定義並不包含內部的失真訊號－一種非線性的附屬品。
所有電子系統都或多或少有些雜訊，但只有當雜訊影響到系統的正常執行時才會發生問題。
雜訊的來源可被歸類成三種不同的典型：●人為的雜訊源一數位電子、無線電傳輸、馬達、開關、繼電器等等。
●天然的干擾一太陽黑子及閃電。
●純質的雜訊源一從實際系統產生的相關隨機擾動，諸如熱雜訊和凸波雜訊。
我們應當瞭解，雜訊是不可能完全被去除的，但是經由適當的接地(grounding)、屏避(shielding)與濾波(filtering)，則可將其干擾儘量降低。
开关电源的PCB设计规范
开关电源的PCB设计规范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.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/输出回路和电源开关/整流回路之间的连接无法与电容的接线端直接相连,交流能量将由输入或输出滤波电容并辐射到环境中去.电源开关交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形电流,这些电流中谐波成分很高,其频率远大于开关基频,峰值幅度可高达持续输入/输出直流电流幅度的5倍,过渡时间通常约为50ns.这两个回路最容易产生电磁干扰,因此必须在电源中其它印制线布线之前先布好这些交流回路,每个回路的三种主要的元件滤波电容、电源开关或整流器、电感或变压器应彼此相邻地进行放置,调整元件位置使它们之间的电流路径尽可能短.建立开关电源布局的最好方法与其电气设计相似,最佳设计流程如下:• 放置变压器• 设计电源开关电流回路• 设计输出整流器电流回路• 连接到交流电源电路的控制电路• 设计输入电流源回路和输入滤波器设计输出负载回路和输出滤波器根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则:(1) 首先要考虑PCB尺寸大小.PCB尺寸过大时,印制线条长,阻抗增加,抗噪声能力下降,成本也增加;过小则散热不好,且邻近线条易受干扰.电路板的最佳形状矩形,长宽比为3:2或4:3,位于电路板边缘的元器件,离电路板边缘一般不小于2mm.(2) 放置器件时要考虑以后的焊接,不要太密集.(3) 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, 去耦电容尽量靠近器件的VCC(4) 在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数.一般电路应尽可能使元器件平行排列.这样,不但美观,而且装焊容易,易于批量生产. (5) (5) 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,并使信号尽可能保持一致的方向.(6) (6) 布局的首要原则是保证布线的布通率,移动器件时注意飞线的连接,把有连线关系的器件放在一起.(7) 尽可能地减小环路面积,以抑制开关电源的辐射干扰四、布线开关电源中包含有高频信号,PCB上任何印制线都可以起到天线的作用,印制线的长度和宽度会影响其阻抗和感抗,从而影响频率响应.即使是通过直流信号的印制线也会从邻近的印制线耦合到射频信号并造成电路问题(甚至再次辐射出干扰信号).因此应将所有通过交流电流的印制线设计得尽可能短而宽,这意味着必须将所有连接到印制线和连接到其他电源线的元器件放置得很近.印制线的长度与其表现出的电感量和阻抗成正比,而宽度则与印制线的电感量和阻抗成反比.长度反映出印制线响应的波长,长度越长,印制线能发送和接收电磁波的频率越低,它就能辐射出更多的射频能量.根据印制线路板电流的大小,尽量加租电源线宽度,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,这样有助于增强抗噪声能力.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,它是控制干扰的重要方法.因此,在布局中应仔细考虑接地线的放置,将各种接地混合会造成电源工作不稳定.在地线设计中应注意以下几点1. 正确选择单点接地通常,滤波电容公共端应是其它的接地点耦合到大电流的交流地的唯一连接点,同一级电路的接地点应尽量靠近,并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上,主要是考虑电路各部分回流到地的电流是变化的,因实际流过的线路的阻抗会导致电路各部分地电位的变化而引入干扰.在本开关电源中,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而采用一点接地,即将电源开关电流回路 (中的几个器件的地线都连到接地脚上,输出整流器电流回路的几个器件的地线也同样接到相应的滤波电容的接地脚上,这样电源工作较稳定,不易自激.做不到单点时,在共地处接两二极管或一小电阻,其实接在比较集中的一块铜箔处就可以.2. 尽量加粗接地线若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使电子设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏,因此要确保每一个大电流的接地端采用尽量短而宽的印制线,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,如有可能,接地线的宽度应大于3mm,也可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.进行全局布线的时候,还须遵循以下原则1).布线方向:从焊接面看,元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致,布线方向最好与电路图走线方向相一致,因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测,故这样做便于生产中的检查,调试及检修(注:指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的前提下).(2).设计布线图时走线尽量少拐弯,印刷弧上的线宽不要突变,导线拐角应≥90度,力求线条简单明了.(3).印刷电路中不允许有交叉电路,对于可能交叉的线条,可以用“钻”、“绕”两种办法解决.即让某引线从别的电阻、电容、三极管脚下的空隙处“钻”过去,或从可能交叉的某条引线的一端“绕”过去,在特殊情况下如何电路很复杂,为简化设计也允许用导线跨接,解决交叉电路问题.因采用单面板,直插元件位于top面,表贴器件位于bottom面,所以在布局的时候直插器件可与表贴器件交叠,但要避免焊盘重叠.3．输入地与输出地本开关电源中为低压的DC-DC,欲将输出电压反馈回变压器的初级,两边的电路应有共同的参考地,所以在对两边的地线分别铺铜之后,还要连接在一起,形成共同的地五、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,一般检查线与线、线与元件焊盘、线与贯通孔、元件焊盘与贯通孔、贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理,是否满足生产要求. 电源线和地线的宽度是否合适,在PCB中是否还有能让地线加宽的地方.注意: 有些错误可以忽略,例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外,检查间距时会出错;另外每次修改过走线和过孔之后,都要重新覆铜一次.五、复查根据“PCB检查表”,内容包括设计规则,层定义、线宽、间距、焊盘、过孔设置,还要重点复查器件布局的合理性,电源、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.六、设计输出输出光绘文件的注意事项:a. 需要输出的层有布线层(底层) 、丝印层(包括顶层丝印、底层丝印)、阻焊层(底层阻焊)、钻孔层(底层),另外还要生成钻孔文件(NC Drill)b. 设置丝印层的Layer时,不要选择Part Type,选择顶层(底层)和丝印层的Outline、Text、Linec. 在设置每层的Layer时,将Board Outline 选上,设置丝印层的Layer时,不要选择Part Type,选择顶层(底层)和丝印层的Outline、Text、Line.d. 生成钻孔文件时,使用PowerPCB的缺省设置,不要作任何改。
开关电源中PCB排版注意事项
开关电源中PCB排版注意事项本文介绍开关电源中PCB排版注意事项，Y电容通用脚距是10mm，留出焊盘，中间的空隙是8mm，中间最好不要走线;中间不走线，放置的地方当然是板的上下，左为强电，右为弱电，强电端的GND最好为功率地，弱电端的GND最好是靠近变压器的GND引脚;对于有输入地线的,就有3个Y，放置也是有讲究的。
一、先谈Y电容放置Y电容通用脚距是10mm，留出焊盘，中间的空隙是8mm，中间最好不要走线;中间不走线，放置的地方当然是板的上下，左为强电，右为弱电，强电端的GND 最好为功率地，弱电端的GND最好是靠近变压器的GND引脚;对于有输入地线的,就有3个Y，放置也是有讲究的;Y电容接变压器GND端依据《无Y电容电源》的设计参考，接后面电容我想也是一样道理吧。
二、再往大功率的，遵循的还是两点：1，主电流回路最好不要使用跳线，如果一定要使用跳线就需加套管，跳线的上面如果有元器件的话，还需要点胶2，在有限平面积里及安全距离内尽可能的加粗，如果不能加粗，就需要加辅焊层三、信号地与功率地拿PWM控制反激来说，区分两个地其实是为了让PWM芯片免受干扰，也就是说，芯片需要辅助电源，那么芯片的接地端应该接辅助电源滤波电容上，而不应该接在大电容上;半桥或者全桥及其他，如果控制芯片与输入非隔离的话，那同反激一样，如果是隔离(例如有些有待机辅助电源的)，那么应该在电源上加1~3个0.1uF的电容。
四、输入LC滤波在这里只说针对宽电压85~264V加以阐述1，输入X电容封装大小，因为X电容的尺寸都已经标准化，假如你在认证时需要加大X电容时，如果封装小了，是非常头疼的，所以X电容在设计之初时就要做好准备，宁愿大点，千万不要小，省钱可以在其他地方省不要在这里省2，压敏电阻，压敏电阻有的是不带护套，而带了护套尺寸要大一号，所以同X电容一样，需要预留多点空间3，L，共模和差模，设计时是否要差模需要验证，对于小功率的一般都不加4，NTC/PTC，一个是负温度系数，一个是正温度系数，两个的作用都是防止浪涌电流;1)交流电源进线，保险丝之前两线最小安全距离不小于6MM，两线与机壳或机内接地最小安全距离不小于8MM。
PCB、原理图布线规范详细版
第一部分布局1 层的设置在PCB的EMC设计考虑中，首先涉及的便是层的设置:单板的层数由电源、地的层数和信号层数组成:电源层、地层、信号层的相对位置以及电源、地平面的分割对单板的EMC指标至关重要。
1.1 合理的层数根据单板的电源、地的种类、信号密度、板级工作频率、有特殊布线要求的信号数量，以及综合单板的性能指标要求与成本承受能力，确定单板的层数:对于EMC指标要求苛刻 (如产品需认证CISPR16 CLASS B)而相对成本能承受的情况下，适当增加地平面乃是PCB的EMC设计的杀手铜之一。
1.1.1 Vcc、GND的层数单板电源的层数由其种类数量决定 :对于单一电源供电的 PCB，一个电源平面足够了 :对于多种电源，若互不交错，可考虑采取电源层分割 (保证相邻层的关键信号布线不跨分割区 ):对于电源互相交错(尤其是象8260等IC，多种电源供电，且互相交错)的单板，则必须考虑采用2个或以上的电源平面，每个电源平面的设置需满足以下条件•单一电源或多种互不交错的电源；•相邻层的关键信号不跨分割区；地的层数除满足电源平面的要求外，还要考虑•元件面下面(第2层或倒数第2层)有相对完整的地平面；•高频、高速、时钟等关键信号有一相邻地平面；•关键电源有一对应地平面相邻(如48V与BGND相邻)。
1.1.2 信号层数在CAD室现行工具软件中，在网表调入完毕后，EDA软件能提供一布局、布线密度参数报告，由此参数可对信号所需的层数有个大致的判断: 经验丰富的CAD工程师，能根据以上参数再结合板级工作频率、有特殊布线要求的信号数量以及单板的性能指标要求与成本承受能力，最后确定单板的信号层数。
信号的层数主要取决于功能实现，从EMC的角度，需要考虑关键信号网络(强辐射网络以及易受干扰的小、弱信号)的屏蔽或隔离措施。
1.2 单板的性能指标与成本要求面对日趋残酷的通讯市场竞争，我们的产品开发面临越来越大的压力 :时间、质量、成本是我们能否战胜对手乃至生存的基本条件。
开关电源PCB布局实用指南
开关电源PCB布局实用指南首先，为了提高整体的可靠性和稳定性，应将开关电源及其相关的元件集中布局在一个地方，并尽量远离其他的高频信号、干扰源和辐射源。
这样可以有效地降低电磁干扰和噪声对开关电源的影响。
其次，应合理划分电源各个模块的区域。
开关电源通常包括输入滤波、整流、变换和输出滤波等模块，每个模块都需要专门的布局区域。
底层的输入滤波电路应尽量靠近输入电源，输出滤波电路应尽量靠近负载，这样可以有效地降低输入和输出线路的串扰。
另外，应合理安排各个元件的布局，尽量减少回路长度和面积。
开关器件、电感器件、电容器件和散热器件等应该尽量靠近，减少互相连接的导线长度，降低电路的等效串感和串阻。
并且应尽量避免敏感元件（如模拟电路、信号放大器等）和高功率元件（如开关管、放大管等）的靠近，以防止互相干扰。
第四，合理规划和布局散热系统。
开关电源中的功率元件通常会产生较大的热量，需要通过散热器件进行散热。
因此，应尽量将散热器件布局在靠近散热片和风扇等辅助散热设备的位置，确保热量能够有效地被散出。
并且应尽量避免散热器件与其他元器件的直接接触，以防止温升对其他元器件产生不良影响。
最后，应注意地面和电源线的布局。
地面应尽量简洁，减少回路面积，并且保持连续和良好的连接。
电源线应尽量粗、短，以降低线路的串感和串阻。
并且应合理选择电源线的走向，减少回路面积和电源线的干扰对电路的影响。
综上所述，开关电源PCB布局是一个非常重要且复杂的问题，需要综合考虑各个因素的影响。
通过合理划分区域、布局元件、规划散热系统和优化地面和电源线的布局，可以提高开关电源的稳定性、可靠性和抗干扰能力。
因此，对于开关电源设计者来说，掌握开关电源PCB布局的实用指南是非常有意义的。
AN-1229开关电源PCB布局心得
AN-1229开关电源PCB布局心得对于开关电源的噪声，除了芯片本身，Layout的设计最为重要，记录一些相关的技巧。
不少关于EMI的观念具有通用性。
AC和DC电流路径开关电源在导通和关闭两种状态下的电流回路不尽相同，于是在部分支路上会出现阶跃电流（step current）（图1. C），这就是所谓需要关注的AC电流路径。
以PCB走线20nH/inch计算，典型buck converter的AC电流路径上电流变化大约是开关电源关闭转换时负载电流大小的1.2倍，是导通转换时负载电流的80%。
高速场效应管的转换时间为30ns，Bipolar的转换时间为70ns；根据V=L*dI/dt，当转换时间（transition time）为30ns的1安培电流流过的一英寸走线将产生0.7V的电压，相同时间3安培两英寸走线就是4V！所以第一条准则便是：吝惜AC电流路径走线长度。
此外电源芯片的GND脚走线尽可能短以防止出现“地弹”（ground bounce），输入电容位置应靠近芯片。
元件要“扎堆”最大的遗憾是不能把元件重叠起来，因此究竟先考虑哪个元件就十分重要了。
首先看输入端的两个电容Cin和Cbypass。
输入端电容的作用是抑制输入电压的波动。
输入电压的波动主要来自电源开关时的脉冲输入电流，Bulk电源的输出电流较平整（LC串联电路）；Boost电源的情况正好相反，输入电容电流平整，脉冲电流进入输出电容。
原文还提及了Buck-Boost或“flyback”（回扫），Cuk（据说这种是理想的DC-DC转换器，不存在所谓AC电流路径，输入输出全是平整电流，但是这个我没有玩过，更没有见过）等电源，其输入输出电容上的电流状况取决于各自的拓扑结构。
在开关电源导通的瞬间，大部分脉冲电流来自Cbypass，其余部分主要来自Cin，只有那些缓慢变化的电流才来自DC输入电源。
因此输入电容实际为芯片提供了脉冲电流源，如果输入电容的ESR和ESL太高会造成不必要的高频输入电压纹波，俺们看到这句话万不可理解为要无限加大输入电容，由开关频率（100K-260K）产生的自然输入电压纹波不在考虑范围，俺们考虑的是在转换瞬间频率为10MHz-30MHz噪声，特别的对于高速开关电源（这里的高速和开关的频率并无多大关系，而是指开关的转换时间，FET速度快于Bipolar），将一个0.1uF-0.47uF的贴片电容Cbypass尽可能靠近芯片，Bulk电容Cin个头大，可以距离稍远（一英寸）。