开关电源PCB设计实例
开关电源的PCB设计
开关电源的PCB设计一、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。
方法/步骤1.印制板铜皮走线的一些事项：走线电流密度：现在多数电子线路采用绝缘板缚铜构成。
常用线路板铜皮厚度为35μm，走线可按照1A/mm经验值取电流密度值，具体计算可参见教科书。
为保证走线机械强度原则线宽应大于或等于0.3mm（其他非电源线路板可能最小线宽会小一些）。
铜皮厚度为70μm 线路板也常见于开关电源，那么电流密度可更高些。
补充一点，现常用线路板设计工具软件一般都有设计规范项，如线宽、线间距，旱盘过孔尺寸等参数都可以进行设定。
60V降压5V,72V降压5V,80V降压5V芯片的PCB布局设计
PW2153的PCB 布局设计建议-基础篇开关电源的一个常见问题是“不稳定”的开关波形。
有时，波形抖动很明显，可以听到从磁性元件发出噪声。
如果问题与印刷电路板（PCB ）布局有关，则很难确定原因。
EMC 也是很注重（PCB ）布局，这就是为什么在开关电源设计的早期正确布局PCB 至关重要的原因。
其重要性不可夸大。
平芯微半导体原理图走线主要器件放置CIN 加并联一个旁路电容0.1uF SW 节点FB 反馈电阻R1,R2COUT 电容容易影响输出的布线功率组件的推荐焊盘图案GND 功率地的PCB 布线电感器选择降压电路CIN 并联加旁路电容0.1uF 的重要性原理图走线•良好的布局设计可优化电源效率，减轻热应力，最重要的是，可将噪声以及走线与组件之间的相互作用降至最低。
•开始进行PCB布局之前，一个好的做法是突出显示高电流走线的原理图走线，平芯微产品Datasheet的典型应用电路中，特别用了显著标示提供给客户参考：黑色粗线。
主要器件放置•开关电源电路可以分为功率级电路和小信号控制电路。
功率级电路包括传导大电流的组件。
通常，应首先放置这些组件(PW2153芯片,Q1，D1，R7A,R7B，L1，CIN和COUT)。
随后将小信号控制电路放置在布局中的特定位置。
电感大电流走线应短而宽，以最小化PCB电感，电阻和电压降。
•我们知道当开关或者拔插电源时，会产生数倍高于输入电压的尖峰电压。
表现明显的类似我们平时插上充电器时的电击声音，这个插入拔出的动作或者开关动作就会产生输入尖峰电压。
吸收输入尖峰电压解决方案常见：并联TVS管，加大或加47uF-470uF电解电容，RC电路等等。
根据不同输入应用来测试选择。
CIN加并联一个旁路电容0.1uF•建议在CIN并联加一个0.1uF-1uF的高频去耦电容器，采用X5R或X7R介电陶瓷电容器，其ESL和ESR非常低。
同时放置于Q1旁。
后面内容会特意讲下为何并联这样一个电容器。
开关电源2PCB设计
目录第1章电路图绘制 (1)第2章元器件参数对应封装选择及说明 (3)第3章ERC与网络表 (4)第4章PCB制板与工艺设计 (5)第5章各种报表的生成 (7)第6章PCB各层面输出与打印 (10)第7章总结 (15)参考文献 (15)课题十、开关电源2PCB设计通过为期两周的电子CAD课程设计，以自己为中心，指导老师为辅形式学习ProtelSE软件的用法，再通过完成实际电路板的制作，让我们更加熟练掌握ProtelSE软件，最终达到自己能够应用软件独立完成原理图，PCB板制作，元器件的绘制和封装绘制，3D效果图等等。
本次课程设计主要起到巩固所学的知识，加强综合能力，培养自己动手能力和自己自学能力。
第1章电路图绘制1.建立DDB文档，建立SCH文件，SCH工作环境设置（1）在D：盘上以考号为名称建立一个文件夹；（2）打开Protel99se，在上面所建立的文件夹中以你的姓名为文件名建立一个ddb文件；（3）打开上面所建立的ddb文件，在document文件夹中建立一个名为“显示控制电路.sch”的原理图文件；（4）设置图纸大为A4，水平放置，工作区颜色为18，边框颜色为16；（5）设置捕获栅格为10，可视栅格为50；（6）设置字体为“黑体”，斜体，10号字；（7）用“特殊字符串”在图纸标题栏中填上：“AT89C2051七段显示电路”，制图者一栏上填上你的姓名。
这两项字符的大小设置为10号，颜色选为棕色（各种棕色均可）2. 建立SCH库文件，新元件的编辑与保存a) 在上题所建立的原理图中打开“Protel DOS Schematic Libraries.ddb”库；b) 在ddb文件中再建立一个SCH元件库；c) 在IC.lib元件库中建立一个新元件。
d) 存盘保存。
2.原理图绘制，原理图编辑第2章元器件参数对应封装选择及说明1.元器件的封装a) 所有二极管设置为DIODE0.4b) 所有电阻设置为AXIAL0.3c) 所有的电解电容设置为RB.3/.6d) 电容设置为RAD0.2e) VD561、VD563、D10设置为805f) 熔断器设置为FUSEg) 所有三极管设置为TO-92Ah) Q1、Q2设置为SIP2i) RP501设置为VR5j) L502、L501设置为TRF_EI38_1k）VD515设置为DIP4l）R4设置为RT501m) T501设置为T501n）V501-V504设置为D44第3章ERC与网络表1、电器规则ERC检查2、网络表第4章PCB制板与工艺设计1. 建立PCB文件，PCB工作环境设置a) 在document文件夹中建立一个名为“显示控制电路.pcb”的印制板文件；b) 工作层设置：设置信号层，防焊层均只为底层；c) 选项设置：设置当用户进行PCB设计时，自动进行设计规则检查；设置当出现重叠图件时，自动删除重叠的图件；设置当出现回路时，系统会自动删除此回路；d) 数值设置：设置单位为“米”制，可视栅格为2mm和10mm；设置水平、垂直移动栅格为0.2mm；e) 显示设置：设置栅格类型为线型，显示飞线和焊盘孔，不显示导孔；设置所有对象均为简单显示。
开关电源制作设计(电路原理图+PCB)
一、工作原理我们先熟悉一款开关电源的工作原理，该电源可输出5V电压，如图1所示。
1. 抗干扰电路在电网输入端首先设置一个NTC5D-9负温度系数热敏电阻，作用是保护后面的整流桥，刚开机时热敏电阻处于冷态，阻值比较大，可以限制输入电流，正常工作时，电阻比较小。
这样对开机时的浪涌电流起到有效的缓冲作用。
电容CY1、CY2、CY3、CY4用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的不对称杂散信号，电容CX1、CX2用以滤除从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的对称杂散信号，用电感L1抑制从工频电网上进入开关稳压电源和从开关稳压电源进入工频电网的频率相同、相位相反的杂散干扰电流信号。
采用高频特性好的瓷片电容和铁芯电感，实现开关稳压电源电路中的高频辐射不污染工频电网和工频电网上的杂散电磁波不会窜入开关稳压电源电路中而干扰和影响其工作，对高频分量或工频的谐波分量具有急剧阻止通过功能，而对于几百赫兹以下的低频分量近似一条短路线。
图1 开关电源的工作原理图2. 整流滤波电路在电路中D1、D2、D3、D4组成全桥整流电路，把输入的交流电压进行全波整流，然后用C1进行滤波，最后变成直流输出供电电压，为后级的功率变换器供电，整流滤波后的电压约为300V。
3. UC3842供电与振荡300V的脉动直流电压，此电压经R12降压后给C4充电，供电UC3842的7脚，当C4的电压达到UC3842的启动电压门槛值时，UC3842开始工作并提供驱动脉冲，由6脚输出推动开关管工作。
一旦开关管工作，反馈绕组的能量经过D6整流，C4滤波，又供电到UC3842的7脚，这时可以不需要R12的启动了。
C9、R11接UC3842的定时端，和内部电路构成振荡电路，振荡的工作频率计算为：f=1.8/（Rt*Ct）代入数据可计算工作频率：f=68.18K4. 稳压电路该电路主要由精密稳压源T L 4 3 1 和线性光耦P C 8 1 7 组成，假设输出电压↑→经过R 1 6 、R 1 9 、R20、RES3的取样电压↑→TL431的1脚电压↑，当该脚电压大于TL431的基准电压2.5V时，TL431的2、3脚导通，→通过光电耦合到UC3842的2脚，于是UC3842的6脚驱动脉冲的占空比↓→开关变压器T1绕组上的能量↓→输出电压↓，达到稳压作用；反之，假设输出电压下降，则稳压过程与上相反。
ATX开关电源PCB设计
湖南工程学院电子实习课题名称PCB制板与工艺设计专业班级姓名学号指导教师2011年 5 月16 日湖南工程学院电子实习任务书课题名称PCB制板与工艺设计专业班级自动化学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期 2011 年 5月 16 日任务完成日期2011年5月 21 日设计内容与设计要求设计内容：对给定的电路（按学号进行分配），使用Protel软件，进行电路图绘制，进行PCB制版设计，设计为双面板，板子大小合适，进行合理的规则设置，PCB板子的元器件布局、布线合理，要求补泪滴、铺铜，电源线与地线不小于20mil，要求按工业化标准设计，并进行必要的合理的抗干扰处理。
设计要求：1）初步分析电路图，按16纸张大小，绘制电路图，若超出16K，则分页绘制。
2）查阅元器件参数与封装，没有的封装要求自建封装库。
3）进行ERC规则检查，生成正确的网络表（不打印）；4）按工业化标准进行PCB制板与工艺设计（参数设置，规则设置，板子大小确定，布局，布线，补泪滴，铺铜，抗干扰处理等）。
5）生成的报表有（网络表，板子信息表，材料清单表，数控钻孔文件，元件拾放文件）；6）写说明书（以图为主，文字为辅）7) 必须打印的文档为：①原理图②材料清单③顶层④底层⑤各层叠印（各层重叠一起打印）⑥丝印层⑦3D效果图。
其他的表单或PCB图层只生成，不打印。
8）提高说明书及电子文档主要设计条件1.现代电子设计实验室（EDA）；2.Protel软件。
3.任务电路图；4.设计书籍与电子资料若干。
5.示范成品PCB样板若干，示范电子成品若干。
说明书格式目录第1章电路图绘制第2章元器件参数对应封装选择及说明（有适当文字说明）第3章 ERC与网络表（有适当文字说明，网络表不需打印）第4章 PCB制板与工艺设计（有适当文字说明）第5章各种报表的生成第6章 PCB各层面输出与打印第7章总结参考文献进度安排设计时间为一周第一周星期一、布置课题任务，课题介绍及讲课。
单片开关电源及PCB设计
毕业论文题目：单片开关电源及PCB设计系：电气与信息工程系电气工程，电气自动化，自动化，计算机应用控制毕业设计，毕业论文诚信声明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。
作者签名：日期：年月日目录摘要 (I)Abstract (II)第 1 章绪论 (1)1．1 概述 (1)1．2 开关电源的发展简况 (1)1．3 开关电源的发展趋势 (2)第2章方案论证 (3)2．1 概述 (3)2．2 系统总体框图 (3)2．3 工作原理 (3)2．3．1 TOPSwitch-II的结构及工作原理 (3)2．3．2 单片开关电源电路基本原理 (5)第3章单片开关电源的设计 (7)3．1 概述 (7)3．2 单片开关电源参数的设计 (7)3．3 单片开关电源中电子元器件的选择 (15)3．3．1 选择钳位二极管和阻塞二极管 (15)3．3．2 输出整流管的选取 (18)3．3．3 输出滤波电容的选取 (19)3．3．4 反馈电路中整流管的选取 (20)3．3．5 反馈滤波电容的选取 (20)3．3．6 控制端电容及串联电阻的选择 (20)3．3．7 TL431型可调式精密并联稳压器的选择 (20)3．3．8 光耦合器的选择 (21)3．3．9 自恢复保险丝的选择 (23)3．4 单片开关电源保护电路的设计 (24)3．4．1 输出过电压保护电路的设计 (24)3．4．2 输入欠电压保护电路的设计 (25)3．4．3 软启动电路的设计 (26)3．4．4 电压及电流控制环电路的设计 (26)3．4．5 无损缓冲电路 (28)3．4．6 采用继电器保护的限流保护电路 (28)3．4．7 IGBT驱动电路 (29)3．5 电磁干扰滤波器的设计 (29)3．5．1 开关电源电磁干扰产生的机理 (30)3．5．2 开关电源EMI的特点 (30)3．5．3 EMI测试技术 (30)3．5．4 抑制干扰的措施 (31)3．5．5 电磁干扰滤波器的构造原理 (33)3．5．6 电磁干扰滤波器的基本电路及典型应用 (33)3．5．7 EMI滤波器在开关电源中的应用 (34)第4章 PCB电磁兼容性设计 (36)4．1 概述 (36)4．2 PCB上元器件布局 (37)4．3 PCB布线 (38)4．4 PCB板的地线设计 (46)4．5 模拟数字混合线路板的设计 (48)4．6 PCB设计时的电路措施 (49)第5章单片开关电源印制线路板的设计 (51)5．1 概述 (51)5．2 Protel99简介 (52)5．3 印制线路板的设计 (52)5．3．1 设计印制线路板的条件 (52)5．3．2 设计印制板的步骤 (53)5．3．3 元件布局 (53)5．3．4 布线 (53)5．4 单片开关电源印制线路板的设计 (55)5．4．1 单片开关电源原理总图 (55)5．4．2 单片开关电源PCB设计图 (55)结束语 (56)参考文献 (57)致谢 (59)附录 (60)单片开关电源及PCB设计摘要：电力电子技术已发展成为一门完整的、自成体系的高科技技术，电力电子技术的发展带动了电源技术的发展，而电源技术的发展有效地促进了电源产业的发展。
案例1l4978开关电源单面电路板设计 (1)
案例1 L4978开关电源单面电路板设计图10—1所示为L4978开关电源电路原理图.该电源为一非隔离型DC/DC变换器,核心元件是ST公司生产的开关电源芯片L4978.该电路允许输入电压范围为5~55V,输出电压范围为3.3~50V(此开关电源为降压型,输出电压小于输入电压),最大输出电流可达到2A.图中电阻R1和电容C3决定系统工作频率,L4978最高允许频率为500KHz.电阻R3和R4构成电压反馈电路,分压比决定输出电压的高低.R4的阻值为4.7KΩ,调整R3的阻值,可改输出电压.如表10—1所示为输出电压与R3阻值关系.表10—1 输出电压与R3阻值关系列表下面从电路原理图开始进入L4978开关电源PVB设计之旅.10.1.1 原理图设计1.建立文件夹在D盘建立一个文件夹,名称为:L4978.2.创建项目物件1)启动Protel DXP.2)执行菜单命令[File]/[New]/[PCB Project],系统建立一个项目文件,默认文件名为:PCB Project1.PRJPCB.3)执行菜单命令[File]/[Save Project],将新建项目文件换名保存,选择文件路径并输入新建项目文件名L4978,完成D:L4978\L4978.PRJPCB项目文件的建立.3.创建一个性的原理图文件1)执行菜单命令[File]/[New]/[Schematic],新建一原理图文件.2)然后执行菜单命令[File]/[Save]命令,选择路径并输入文件名L4978,建立一个原理图文件D:\L4978\L4978.SCHDOC.4.载入元件库该电路元件列表如表10—2所示.表10—2 L4978开关电源元件列表由表10—2可以看出L4978开关电源涉及的元件除L4978原理图元件需自己制作外,其余都是系统默认集成元件库Miscallaneous Devices.LVTlib和Miscallaneous Connevtors.IntLib内的元件.5.绘制原理图(1)参数设定执行菜单命令[Design]/[docement Options],将电气栅格属性设为10mil.(2)放置元件1)单击原理图编辑器下部面板标签”Libraries”,打开元件库面板,选择Miscellaneous Devices.IntLib元件库.2)单击Res2元件,再按Place Res2按钮,按Tab键修改器属性,序号改为,序号改为R1,Comment项设为不可见,将右侧Value值设为20K,观察元件封装是否为AXIAL-0.4,是就按OK.3)将光标拖到合适位置,利用空格键旋转元件的方向,单击鼠标左键,完成电阻R1放置;系统处于放置Res2状态,序号自动加1变为R2,单击鼠标左键,完成电阻R2放置;与此类同,完成R3.R4的放置.4)在元件库中,单击Cap元件,再按Place Cap按钮.按Tap键修改器属性,序号改为C2,Comment项设为不可见,将右侧Value值设为2.2μF,元件封装改为RAD-0.1,按OK按钮.5)将光标拖到合适位置,利用空格键旋转元件的方向,单击鼠标左键,完成电容C2放置;系统仍处于放置Cap状态,序号自动加1变为C3,单击鼠标左键,完成电阻C3放置;与此类同,完成C4.C5.C6的放置.6)在元件库中,单击Cap Pol1元件,安按Place Cap Pol1按钮,按上述相同做法,完成C1.C7的放置.7)在元件库中,单击Inductor元件.再按Place Inductor按钮.按上述相同做法,完成L1的放置.8) 在元件库中,单击D Schottky元件.再按Place D Schottky按钮. 按上述相同做法,完成D1的放置.9)将元件库换为Miscellaneous Connenctors.IntLib元件苦.选择Head 2元件,按Place Head2按钮,按上述相同做法,完成JP1.JP2的放置.(3)制作元件L4978Protel DXP元件库中没有L4978,只能自己做了,这种情况在电子行业中是很常见的,学会自己制作元件是很必要的.1)执行菜单命令[Design]/[Make Project Library].系统建立一个项目专用元件库,将已放置在图面上的元件自动载入该库,文件名为:L4978.SCHLIB.系统自动转到原理图元件编辑器中.2)单击元件编辑器中Add按钮,将新元件名重命名为L4978.3)利用[Place]/[Rectangle]命令绘制一个150mil(W)*80mil(H)的矩形.4)执行菜单命令[Place]/[Pin]放置元件管脚.按Tab编辑管脚属性,如图10—2所示.将管脚序号设为1,名称为Gnd,并按图10—1所示放置1号脚.此时系统仍处于放置管脚状态,序号自动加1,变为2,将名称改为SS,并按图10—1所示位置2号脚.依次完成3.4.5.6.7.8脚的放置.如有不合适的地方,可稍加修整.(4)放置元件L49781)单击面板上Place按钮,将刚完成的元件L4978放置到原理图编辑器,按Tab键修改属性.序号为U1.增加Value属性为L4978,如图10—3所示单击”Models List For*.L4978”中Add按钮添加元件封装.2)在系统弹出的如图10—4所示Add New Model对话框中,选择Footpint选项.3)系统弹出10—5所示PCB Model对话框,在Name框内输入L4978封装号DIP-8.如果对封装毫不熟悉,可按Browse按钮浏览查询.4)按OK按钮,再按OK 按钮,拖动鼠标放置L4978.(5)调整元件调整元件包括元件的属性.位置.方向.图10—6所示为元件布置好后的结果.(6)布线执行菜单命令[Place]/[Wire]进行布线工作.原理图布线工作可与调试元件穿插进行.这一方面和PBC布线差距较大.布线后的结果如图10—1所示.(7)生成网络表首先自己观察原理图有无差错,然后启动Prltel DXP提供的各种校验工具,根据设定规则对绘制的原理图进行检查,并做进一步的调查和修改,保证原理图正确无误,为后续的电路板设计做准备.执行菜单命令[Design]/[Netlisit For Document]/ [Protel].生成网络表。
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，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。
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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
是关于Buck(或降压)变换器功率部分布局的一个很好的例子。
图60
这些电流环路的布线，对变换器效率测量也会产生影响。
如果这些引线上的电压降比较大，变换器效率就显得比较低，这是因为它工作时的电压降低了(因而电流要增大)。
但是，如果用数字电压表(DVM)或仪器来测量效率，输入电压端上测得的值比它实际的大，从而得出一个错误的比较大的Ⅵ乘积结果。
开关电源内部的接地
电源地代表的是上面介绍的电流环路底下的支路。
电源地作为电路的共同电位参考点，在电路中起着非常重要的作用，因而在布置PCB的时候，电源地的安排要十分小心。
把这些地混淆的话，会引起电源工作不稳定。
另外，要考虑的一个地是连接控制集成电路和与之相关的无源器件的地，即控制地。
这个地非常敏感，因而要在其他的交流电流环路都布置好后再放置。
控制地与其他地要通过一些特定的点连接，总的来说，这个连接点是产生控制IC所要检测的小电压的所有器件的公共连接点。
它包括电流型变换器电流检测电阻的公共接点和输出端电阻分压器的下端。
这样的目的是减小检测部分与电压误差或电流放大器敏感的输入端之间的连接而引入的噪声。
如果控制地接到其他位置，主电路那些环路产生的噪声会加到控制信号上，影响控制IC的正常工作。
主要变换拓扑的地线安排见图61。
每条大电流的地线要短而宽。
作为一般的规则，除控制地外，输入滤波电容的公共端应作为其他交流电流地的唯一接点。
交流电压节点
每个开关电源中都有一个交流电压最大的节点，这个节点就是功率开关漏极(或集电极)。
无隔离DC-DC变换器中，这个节点与电感和续流二极管相连。
变压器隔离拓扑中，变压器有多少个绕组，就有多少个交流节点。
但从电气上看，它们代表同一个节点，只是经变压器映射成这么多节点。
对每一个交流节点都要单独进行仔细考虑。
交流节点会引起特有的问题，交流电压在发射EMI的同时，很容易通过电容方式耦合到不同层上邻近的引线上。
更为不利的是，这部分引线要作为功率开关管和整流器的散热部分，特别是在表面贴装的电源中。
从电气上考虑，要求这些引线越窄越好，但从热方面考虑，要越宽越好。
表面贴片设计中，比较好的折中方法是：让PCB顶层和底层
一样，将它们通过一些过孔(或通孔)连接，见图62。
图62
这种方法可以使散热体积和表面面积增大两倍多，并大大减小与其他引线之间的容性耦合。
使用过孔时，其他的信号和地要与这些高压引线和它的散热部分隔开。
离线式变换器中，大地的地会通过散热器(用绝缘体与漏极隔开)从这些节点获取能量，并通过交流电源插头从产品中流走。
滤波电容的并联
为了减小滤波电容的等效串联电阻(ESR)，经常用多个电容并联。
同时，这样也可以把纹波电流分摊到每个电容上，使每个电容工作在额定的纹波电流下。
要把纹波电流平均分布，就要使每个电容与纹波电流源的引线阻抗一样。
这就意味着整流器或功率开关管与每个电容端的连线长度和宽度都要一样。
图63a所示的是把电容排成一行，依次把它们连接起来的方法，使靠近功率开关管或整流器的电容分到的纹波电流远多于相距较远的电容分到的纹波电流，这会缩短距离较
近的电容的寿命。
图63b所示的并联电容的连接方法就比较合理。
图63
设计者要尽量在环路的两边，让电容从纹波电流源开始呈“放射性对称布置”。
开关电源PCB制作的最佳方法
开关电源布置的最佳方法与它的电气设计类似。
最佳设计流程如下：
1．放置变压器或电感。
2．布置功率开关管电流环路。
3．布置输出整流器电流环路。
4．把控制电路与交流功率电路连接。
5．布置输入环路和输入滤波器。
6．布置输出负载环路和输出滤波器。
有个比较好的规则是把PCB尽可能敷铜，也就是要使PCB没有大的空白区域。
为了把空白区域填满，可以把地线和电源线加粗。
这样做有两个好处：第一，改善变换器散热条件；第二，大面积的铜可以捕获射频能量，并通过涡流方式很好地消耗掉。
当然，电源通常是安排到最后来放置的，所以放置的空间很小，位置也不理想，所以没有必要严格地按上面的流程设计PCB，每位设计者应在掌握电气面的重要部分的基础上，做出自己最好的设计。