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电源板layout注意七大点

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发表于 2018-7-31 16:11 | 显示全部楼层 |阅读模式

一、功率回路部分
功率板中比较重要首当其冲的就是功率回路部分,在layout的时候应该首先要知道所布的功率部分的电路性质,在电源中功率电路主要分di/dt电路和dv/dt电路,这两种电路在布局走线的时候走法是不一样的。
di/dt电路因为它的单位时间内电流的变化比较大,所以这部分电路在走线的时候重点要关注整个电路的环路面积应尽可能的小,最好是一个环路的走线在不同的层重叠走,这样电路的环路面积最小,本身产生的干扰可以自身就耦合掉。
dv/dt电路它的侧重点就完全不一样,因为这种电路在单位时间内电压变化会比较大,所以它容易对外界产生干扰,所以这种电路在走线的时候铜皮不能太宽,在满足承载电流的情况下铜皮宽度尽可能的小,不同层的重叠区域尽可能小,敏感信号尽可能远离这些走线。
二、驱动部分
驱动部分的线首先要考虑整个驱动回路的面积,要尽可能的小,要远离干扰源,离被驱动的部分尽可能的近。像MOS管之类工功率元件的驱动,在走线的时候要特别注意G极和D极的走线不要平行走,因为在大多数情况下MOS管的D极部分的电路是dv/dt的电路,G极是驱动电路,如果平行走的话,驱动信号很容易被干扰,从而导致MOS的误动作。
三、采样信号
在功率板中像一些电压采样和电流采样之类的采样信号也是至关重要的,因为这些信号准确与否直接关系到控制端,所有这些采样信号也要尽量避开其他信号,如果有条件的话这些采样信号可以用差分采样,并且在相对应的走线地方能够给他们一个完整的地平面。
四、地的处理
地的重要性就更不用说了,无论在哪种板子上,对于地的处理都是非常重要的。在功率板中地相对来说会比较复杂,因为很多时候功率部分走大电流的地、控制部分一些小电流的地都是共地的,所以这时候这些地的处理显的非常重要,在我的经验中处理好这些地,关键是选择一个正确的单点连节点,因为每个电源的设计不一样,所以这个单点连接点的选择也是不一样的,我在小功率光伏逆变器中一般都是选择BUS电容的一个地管脚,变频器中我一般是将大电流中的一个电容的地管脚引一根比较粗的走线到开关电源输入端的那个电容的地管脚上,然后再从这个地管脚引到开关电源后面出来的那些小电流的地平面上,当然还有一些别的地,如晶振的地、采样的地等,每个公司的设计规则不一样,走法也不一样,网上对于地的处理的资料也比较多。
五、安规
安规在电源产品的设计中是不可或缺的,对于不同国家不同地区相应的安规法规要求也是有区别的,还有应用环境的污染等级和海拔高度都会对安规要抓的距离有比较大的影响,所有我们在设计之初一定要搞清楚上面这些因素,如果有安规工程师的话可以请他们给出比较专业的爬电和电气间隙的距离,我们实际PCBLayout的时候要特别注意那些金属元件在PCB上所在区域,比如保险丝,它两头是金属的中间是非金属,如果没有座子的话,保险丝的两头金属的会和PCB接触,所有保险丝周围的表层走线要注意避开这些金属区域。
六、散热
对于那些功率比较大的系统来说,散热也是至关重要的,这个一般情况下要和结构配合好,在设计之前要了解整体结构的散热方式,是自然冷却、风冷还是水冷,其中风冷又分吸风和吹风,这些都会对布局产生比较大的影响。
七、电磁兼容性(EMC)
主要是一些功率部分的走线宽度尽量不要发生突变,如果需要拐弯,拐弯的地方也尽量做的平和一点,不要突变,还有就是有时候会有大电流、小电流、采样信号中有些虽然有些是共用一个网络,但是自在走线的时候不要共用一个回路,要分开走,各走各的回路比较好。

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