開關電源研發(fā)過程中的PCB Layout |
PCB Layout是開關電源研發(fā)過程中的極為重要的步驟和環(huán)節(jié),關系到開關電源能否正常工作,生產(chǎn)是否順利進行,使用是否安全等問題。 開關電源PCB Layout比起其它產(chǎn)品PCB Layout來說都要復雜和困難,要考慮的問題要多得多,歸納起來主要有以下幾個方面的要求: 一、電路要求 1PCB中的元器件必須與BOM一致。 2線條走線必須符合原理圖,利用網(wǎng)絡聯(lián)機可以輕做到這一點。 3線條寬度必須滿足較大電流要求,不得小于1mm/1A,以保證線條溫升不超過70℃.為了減少電壓降有時還必須加寬寬度。 4為了減小電壓降和損耗,視需要在線條上鍍錫。 二、電源適配器安規(guī)要求 1一次側(cè)和二次側(cè)電路要用隔離帶隔開,隔離帶清晰明確. 靠隔離帶的組件,在10N的推力作用下應保持電氣距離要求。 2 隔離帶中線要用1mm的絲印虛線隔開,并在高壓區(qū)標識DANGER / HIGH VOLTAGE。 3各電路間電氣間隙(空間距離): (1) 一次側(cè)交流部分: 保險絲前 L-N≧2..5mm L.N?大地(PE) ≧2. 5mm 保險絲后 不做要求. (2) 一次側(cè)交流對直流部分≧2mm (3) 一次側(cè)直流地對大地≧4mm (4) 一次側(cè)對二次側(cè)部分4mm(一二次側(cè)組件之間) (5) 二次側(cè)部分: 電壓低于100V≧0.5mm 電壓高于100V≧1.0mm (6) 二次側(cè)地對大地 ≧1mm 5各電路間的爬電距離: (1) 一次側(cè)交流電部分: 保險絲前 L-N≧2..5mm L.N?大地(PE) ≧2. 5mm 保險絲后不做要求. (2) 一次側(cè)交流對直流部分≧2mm (3) 一次側(cè)直流地對大地≧4mm (4) 一次側(cè)對二次側(cè)≧6.4mm 光耦,Y電容,腳間距≦6.4時要開槽。 (5) 二次側(cè)部分之間:電壓低于100V時≧0.5mm; 電壓高于100V時,按電壓計算。 (6) 二次側(cè)對大地≧2mm. (7) 變壓器二次側(cè)之間≧8mm 5導線與PCB邊緣距離應≧1mm 6PCB上的導電部分與機殼之空間距離小于4 mm時, 應加0.4 mm麥拉片。 7PCB必須滿足防燃要求。 三. 電源適配器EMI要求 1初級電路與次級電路分開布置。 2交流回路, PFC、PWM回路,整流回路,,濾波回路這四大回路包圍的面積越小越好,即要求: (1)各回路中功率組件彼此盡量靠近。 (2)功率線條(兩交流線之間、正線與地線之間)彼此靠近。 3控制IC要盡量靠近被控制的MOS管。 4控制IC周邊的組件盡量靠近IC布置,尤其是直接與IC連接的組件, 如RT、CT電阻電容, 校正網(wǎng)絡電阻電容, 應盡量在IC對應PIN附近布置. RT、CT 到PIN線條要盡量短。 5PFC、PWM回路要單點接地. IC周邊組件的地先接到IC地再接到MOS的S極, 再由S極引到PFC電容負極。 6反饋線條應盡量遠離干擾源( 如PFC電感、 PFC二極管引線、 MOS管)的引線,不得與它們靠近平行走線。 7數(shù)字地與仿真地要分開, 地線之間的間距應滿足一定要求。 8偏置繞阻的回線要直接接到PFC電容的負極。. 9功率線條(流過大電流的線條)要短而寬, 以降低損耗, 提高響應頻率, 降低接收干擾頻譜范圍.。 10在X電容、PFC電容引腳附近,銅條要收窄,以便充分利用電容濾波。 11輸出濾波電容必要時可用兩個小電容并聯(lián)以減少ESR。 12PFC MOS和D、PWM MOS散熱片必須接一次地,以減少共模干擾。 13二次側(cè)的散熱片、變壓器外屏蔽應接二次地。 14變壓器一次地和二次側(cè)地之間或直流正極和二次側(cè)地之間應接一個電容,為共模干擾提供放電快捷方式。 15變壓器的內(nèi)屏蔽層應接一次側(cè)直流正極,以抑制二次側(cè)共模干擾。 16交流回路應遠離PFC、PWM回路, 以減少來自后者的干擾。 17雙層PCB的上層盡可能用寬線,地線盡量布在上層。 18多層PCB應用一層作為地線、一層作為電源線,以充分利用層間電容去耦,減小干擾。 四. 電源適配器散熱要求 1PCB整體布置時應充分考慮使用時PCB的安裝姿態(tài)和位置。在自然散熱條件下,PCB板是豎直放置時,,發(fā)熱量大的電感、變壓器盡可能放在上面,以免給其它熱敏感組件加熱;如果是水平放置的, 也要考慮對熱敏感的組件,如小卡、MOS管,應遠離電感、變壓器。 2 散熱片的選取,要考慮熱流方向,要有利于空氣對流;自然散熱時, 齒應向上;在強迫通風時,齒要順著風向. 3變壓器、電感、整流器等發(fā)熱量大的組件應放在出風口或邊緣,以便將熱量直接帶到機殼外。 4散熱片齒的方向較好順風,以利于對流。 5必要時在組件下面或附近將PCB開孔,以利于散熱。 6熱敏組件如電解電容、IC應遠離熱源。 7溫度高的零件,如變壓器、PFC電感、濾波電感散熱片周圍的組件不要太近,以免燙傷。對溫度敏感組件要遠離這些零件。 五. 電源適配器制作工藝和安裝使用要求 1外形尺寸、安裝尺寸、入輸出接口必須滿足Spec要求(與主機配套), 必須保證安裝使用方便。 2所有元器件(插件、貼片)都應使用Lead year組件庫標準封裝。自建組件封裝時,孔的大小應保證組件能順利插入。孔直徑=組件腳直徑+0.3mm。 3元器件之間及組件與散熱片之間,應留有足夠間隙,以方便插件及防止短路. 4所有孔包括焊盤孔、過孔、 安裝孔、通風孔與PCB邊緣的距離至少1mm。 5軸向組件和跳線的腳距盡量一致,以減少組件成型和安裝工具。 6兼容組件孔要分開并用線連起來. 7貼裝器件用的PCB膨脹系數(shù)不要太大,否則會拉斷焊點。 8小卡應多個合成一塊大板,大板兩邊應留5mm的邊條,以過錫爐。較多不超過3排,以V槽分開。 9進板方向要標明。 10貼裝組件焊盤同距離、本體間距離應滿足以下要求: 11不同類型器件尺寸與距離如下表: 12大于0805的陶瓷電容, 其方向應與進板方向,( 垂直時應力大, 易損壞) 13插件附近3mm以內(nèi)不要貼片,以免插板損傷貼片。 14插件焊盤間較小距離應>1mm。 15DIP焊盤可采用橢圓,以保證較小距離>0.6mm。 16所有的元器件離V-CUT>1mm。 17可插拔及可調(diào)器件,就留有足夠空間,以方便插拔或調(diào)試。 18安裝禁布區(qū)內(nèi)不應有組件或走線, ∮5 mm以下安裝孔禁布區(qū)為∮10-12。 19電纜折彎部分要留有一定空間讓電線通過,否則會壓彎組件。 20散熱片下方有走線時,跳線或組件應有一定高度,以保證安規(guī)要求。 21孤立焊盤與走線連接應盡量采用滴淚焊盤. 22小卡拼板時, 其上應有基準點。 23絲印 (1). 每個元器件、小卡、散熱片、引出線孔都應有絲印標號,標號應與BOM一致,絲印方向應盡量保持在兩個方向。 (2). 在焊盤、導通孔、錫道上不能放絲印,絲印不能放在元器件下面(密度較高的除外)。 (3). 電解電容、二極管極性要標明,TO-220,TO-247等器件的符號應保證插件方向不會搞錯。 (4).PCB上應有商標、產(chǎn)品型號、 PCB號/件號、版本、日期,.位置應醒目,大小應適中。 24保險絲要有規(guī)格, 警告文字。 文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡,如有侵權,請聯(lián)系刪除。 |
| 發(fā)布時間:2018.06.05 來源:開關電源廠家 |
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