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, S$ X. _7 D7 b# X1 z安心的工作、好好的学习吧
/ d7 f( W( s+ {# i! p0 U! N' a下面是陆妹今天给大家整理的文章 {( [# T. f/ S3 L$ i; k0 `
【经验总结】开关电源Layout的7个技巧
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. F# H3 D ^/ P+ q" r- R对于一个开关电源工程师而言PCB的绘制其实是对一款产品的影响至关重要的部分，如果你不能很好的Layout的话，整个电源很有可能不能正常工作，最小问题也是稳波或者EMC过不去。2 G7 y `. w" i* E/ n# k M( M
2 q* N6 ^8 L, n% }5 w e这是别人家的成品开关电源模组，陆妹找到的这个文章是资深大咖所作，他会以这个电源模组的设计重点给大家讲一些知识点的。( J7 o2 x; \" g' p. W- m
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一、按规走线间距
! w4 m8 V1 ?3 _8 \7 l, r: Y+ k" P这个是写在协议里面的，如果你不按照这个做，耐压测试一定是过不了的，因为高电压，会直接空气击穿。注意保险丝之前的距离是比较远的，要求3mm以上，这就是为啥保险丝都会放在电路最前端的原因。. U/ J5 h8 `- X' P% v$ t
第二个要注意的是就算安规没有写，如果两根走线太近，正常工作也依然会击穿的，两根1mm间距的PCB外层耐压是200V 所以一般220v交流或者310V直流的走线距离至少2mm以上，我一般都是在2.5mm以上的。( H; }% E. f! w% `: l% r! B
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这些器件都是有安规要求的，说白了，就是两个器件有最小尺寸需求的，太小的器件其实是不可能过安规的，能明白吗？这就是所谓的开关电源PCB工程师实质上是带着镣铐在跳舞的原因。
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开关电源变压器的骨架，同样是为了符合安规所以要有严格的把关。尤其是初级，到次级的距离，小功率变压器是必须飞线的。
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& E" O% G; N* g+ H) U Z" X飞线的长度也要被管控，如果飞线太短，耐压可能会受到影响，而如果飞线太长，会有可能对外辐射电磁信号，EMC过不了，所以需要在规格书里面详细写清楚，PCB绘制的时候，飞线的焊盘一定要注意，不能太妖孽。* G7 e: X( K! e% h+ N P
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- e/ o l3 _" @7 H1 N二、电流走向$ p9 e1 B, o+ ~" u: n, s
这个其实很少有真的被提及。其实原因也很简单：很多人不注意啊。
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* z- G; z1 u2 a0 N& Z: J" [% y% G看着两个设计，这部分RV1压敏电阻到后面x2电容之间，走线为啥故意这样走，而不是直接覆铜全部短接？' w8 g8 E5 Z+ P6 r* w- ]
+ h% ?1 E0 F( W* C! n注意这里保险丝之后，接压敏电阻VR1再接x2电容的走线，完全是绕了一个弯这是为什么？
" x1 o5 T; p- F' P理由很简单，不让电流在PCB上面有回头路可以走。电流只走阻抗最小的部分，如果直接覆铜，必经的元器件就有可能会被跳过，所以这样做不可以。* U! U1 |4 f, j3 W& ^
+ T+ O' n& F, i+ B同样的，这里的电解电容，一样是为了避免电流绕过必经的电容，直接流到负载上。虽然画法不同，但是实际起到的作用是一样的。/ `2 F6 G* o5 j! b; _2 ?0 g
* ?' T* g5 }1 b. P这就是一个错误的案例，红色L火线先接了共模电感，再接的x2电容，共模电感到x2电容的这段线就会产生一个奇妙的现象，电流来回走，变成了一根天线。x2电流充电的时候，导线内部电流是正向，电容放电的时候，导线内部的电流是反向的，这不是天线是什么。
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( U, v. D9 i1 I n- }! o6 E三、最小高压主电流回路
7 Q, n4 v' Q4 Q* n- v. H* U8 ^一个开关电源工程师的设计笔记日志，第四部分PCB设计。
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所谓的最小高压主电流回路，说的就是最后一个高压滤波电容和变压器初级，与高压mos管之间形成的回路。
8 U4 P/ Y5 @0 P, }/ ?& J, N5 h这个回路由于要经过高压脉冲电信号，必定会产生严重电磁辐射，而我们能改善的唯一手段就是减小环路面积，这个环越小，天线就越小，辐射就越少。9 o( V: N; P* r
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这就是实际布线时候的布局，大家可以参考一下，JT1是飞线，直接把310V正电压引入了变压器。
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* G2 i- V/ a/ D' W' s0 v1 J/ |& f6 a四、独立电压采样走线! k* S( B' V- p: @9 s
开关电源的采样电压一定要和开关电源的大电流走线分开。要从开关电源输出电源的最末端去独立拉线采样，这样可以避免负载电流对采样线上形成的干扰( N6 V7 c/ B) l$ M# ]* w
/ ?& ]8 [, i7 d" K! N2 N采样电路在最末端。直接从负载输出端取电压，采样走线上不走大电流。避免了各种采样误差。9 ]" M) r! |3 q/ V/ |5 ~
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五、PCB载流能力
+ V7 Y) q, [4 T; P9 d众所周知PCB的过电流能力是有限的，但是PCB上的电流究竟能过多少呢？) r: n2 [, D4 W$ r) Z& x
6 g/ L7 x8 B! q% d# [上面这个表格可以给你一个详细的参考。* J( X. I$ j3 g9 I1 L i
看过表格，你应该知道了对于小功率开关电源而言，高压侧的走线完全没有必要搞的很粗，除非是为了为器件提供散热，否则1mm一般是足够的，最多2mm多数情况都能够胜任了。
3 E' v# d: O0 u但是对于低压侧，大电流怎么办？7 H3 Z/ ?1 b- {) ~9 ?
$ q) W K* a+ J6 e一方面是增加线宽，一方面是通过去掉部分阻焊层，并在钢网层制造窗口，让导线上锡水。导线的载流能力就会得到相应的增加。注意一定要在Paste钢网层开孔，否则不会真的上焊锡的，切记切记。- H3 A) C2 \8 O$ M0 y/ f; y- M3 m. I
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+ L) ~6 u |$ y5 j( [ T9 @& r. x六、PCB过孔散热技巧
/ l5 T" x% _9 Z7 A3 G2 o& r0 Y# \1 f许多时候我们需要通过PCB线路板来散热，这个时候我们会打一些过孔，然后把热量传递到PCB的反面去。$ @) @$ U0 x4 g! o [8 v
这时候有一个小技巧，那就是孔塞可以增加热传导的效率，但是孔塞有一个常见最大孔塞直径，一般是过孔直径不大于0.45mm、我保险一点一般都是取0.4mm直径。
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七、放电管的绘制4 `, ?# M* L; ~ N& U/ q) u4 `+ K6 z
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一般在开关电源的高压侧与低压侧之间会有一个放电管，用来释放静电。1 L5 l5 J2 x5 Q# |9 n
% t/ i* N/ x2 b, A, j& B, K$ }' o# Z许多工程师都会最后在PCB Layout的时候手工绘制。而笔者的建议是直接做成一个封装，然后和PCB关联调用，这样不会破坏PCB的联动性。
7 u! Y, U. G' {. {9 C! l% t a1 q只是说你需要绘制两个异形封装罢了，还算比较容易。% _4 Q/ b2 B, r" v4 C. G
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注意这里只需要去掉阻焊层，千万不要在中间绘制钢网层，因为这里是不需要上锡的，只有焊盘需要上锡。
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结 语6 K% c) C8 l% C$ b$ K
这些差不多就是作者在开关电源设计时候的，全部PCB绘制经验了。% D1 {# Z# A2 q. L# `9 f" f
说实话，开关电源的绘制一路被人忽悠过来，这里面半桶水的人太多了，很多都是玄学。
5 |" ^2 z/ c5 _2 q* Y而作者说的这些都是相对来说自己认为靠谱的、验证过的经验。
/ N. }0 k$ A7 |- s1 w/ Z这也是那些开关电源制作大牛们的血泪教训，很多时候他们当然不希望别人知道，这也没有办法。
5 W) ~) n( \* n V这些内容作者分享出来就是希望能有更少的人去走这些弯路，能给大家一些帮助。
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（文章整理自网络，侵删） 5 P) K" Y" Z4 w
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发表于 2019-10-9 14:39
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