三圈两地，开关电源PCB布板要领
Ref https://www.doczj.com/doc/4d2302092.html,/thread-174480-1-1.html
【作者nc965】
有人说关电源的布板反正很麻烦，我同意，因为它是开关电源，不是其他
题目是讲“要领”，因此不讲细节，也不是教材，与教材或者他人的理解相左、我也不做过多解释
有人说否！细节很重要，决定成败，
我说，要领最重要，基本的东西最重要，关键的地方没整对，大方向都错了，谈何细节？
因此只捡最重要的讲，其余的自己去琢磨了。
要领就6个字：布局，地线，间距。
其实前4各字基本上是一层意思，后两个字是另外一层意思，这些是要领，其余的都是细节了。
优化图示
第一的好与不好，是电容及电感的位置不一样，“C-L-C”π型滤波器
不好好（大电流开窗）
第二背面的好与不好，就是回路有分割与没分割的区别！
不好好（电感后电容开口）
第一张图的π型滤波器的电容在电感之后，
第二张图的电容管脚铜皮开缺口（保证电流尽量通过电感上方的电容？）。滤波效果差异
其实在图中已经标注出来了的；
【nc965】仔细看图，没有说输入输出电流流过电容，正因为输入输出是直流，不能流过电容，那么高频开关电路的高频脉冲交流就只能走电容了，因此电容上的脉冲电流特别大。
恩，这个图例子举的不错，一要遵循电流的流向，二要出线尽量从电容的根部出来。
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
其他讨论
是不是太宽了也容易被干扰到，最近做一个案子，把IC地线加粗后低压高温烧机时会出现工作不正常。
比如说有些动点（电感与开关管之间）就不宜布的过大
【lclbf】
看看我画的这个板子，怎么优化？自己感觉IT回来面积太大，有没有想到其他好的方法，还有接地和其他回路有没有问题。
下面改动了一下，自己感觉会好很多，但是还有些元件不好摆放，换种散热器可以，但是价格高几毛，老板不愿意，散热器下面不能布线放元件，还有个方法就是把散热器升高。
电流分类，开关电源中
【作者nc965】
开关电源在布线上最大的特点是拓扑引起的高频（高压）强电流与控制级的弱电信号交织在一起，首先要保证强电流的存在不干扰电源内部的控制信号，其次要尽量减少对外部的干扰（EMC）。一句话：要运行最稳定、波形最漂亮、电磁兼容性最好。
关键词一：电流
一个典型的开关电源强电流分布（图一）：
特点：
1、每种拓扑的输入输出电流Ii 和Io 幅度较大（与控制信号相比），但以直流为主。
2、每种拓扑的拓扑电流It 幅度也较大，但一般没有尖峰毛刺，是拓扑产生的典型波形。
3、每种硬开关拓扑都有一个高频脉冲电流Ip 回路，其幅度最大，且有可观的尖峰毛刺，其中毛刺部分幅度大，频率高，因而含有较高的能量。它一般是由续流或者吸收（钳位）二极管反向恢复引起的冲击电流回路，是最容易引起干扰的元凶。
4、以上四种电流对应流经一段地线，并可能在对应的地线段上产生干扰电位差。
电流分类是开关电源布线的主要线索，请大家记住这个图。
关键词二：电容
从图中可以看出，It 和Ip 电流完全（不是部分）地流经了各自对应的一个电容Ci 和Co。一般人很少去关注电容上流过的电流，而实际上这正是开关电源布局的关键之一。干扰都是通过电容被旁路的，整个电路最强劲电流都在电容上，电容很重要！
按照反应速度分，最快的器件是电容、二极管（别跟我扯正向恢复）等器件，最慢的器件是电感等器件。
要领一：高频脉冲电流Ip 回路最小化（第一个圈）
首先找到你电路的高频脉冲电流Ip 回路（每个拓扑都有的），它一般都是由包括开关管在内的快速器件组成的环路，在布局上让它最小化（连线最短、面积最小，因而干扰最小）。
这个是整个开关电源布局的第一步，而不是先去张罗输入输出在哪？IC放哪？
这样连接后，ND两个地会合并在一起，形成一个点，这个点就是整个电路的接地中心。
要领二：拓扑电流It 回路最小化（第二个圈）
找到你电路的拓扑电流It 回路（每个拓扑都有的），它一般都是包含了一个电感（或
者变压器原边）的拓扑主回路的一部分，让它最小化。
注意：
1、It 回路与Ip 回路有部分重叠（才能构成拓扑），因此It 回路（应该）是在Ip 回路（已经布置好的）基础上的延伸。
2、有时候这两个回路的布局有冲突，一般应以Ip 回路为主。
3、对于隔离拓扑，It 回路被变压器分隔成原边和付边两部分，应分开最小化布置。
4、如果It 回路有个接地点，那么这个接地点应与上述接地中心重合，不能布置到
一个点时，也要尽量缩短距离，同时留心这段地线上的It 电流可能的影响。
5、条件受限时，上述2个回路的（输入输出）电容可能不能共地，必要时可以电气
并联的方式就近增加一个（或两个可以共地的）高频电容达成共地。
画好这两个圈，这个PCB板布局的大致方位基本上确定了。现在再考虑控制在哪？输入输出在哪？
需要特别指出的是：
1、这种布局是针对硬开关的，但是对软开关拓扑仍然有效，你总不希望自己的软开
关谐振波形上再意外出现一个小波吧？
2、这种布局是针对硬开关的，它就是要让电路看上去更加符合理论波形，拿掉毛刺、拿掉尖峰。另一层意思是：它会更硬一些（可能对EMC某些频段不利）。
3、从EMC角度，这种布局就是总体最优化结构，整体上最容易过辐射和传导测试。具体到某个板能不能过？按这样布局后的整改工作量和成本也是最小。
关键词三：接地中心
图二
根据以上布局，图一地线上 G、N、D 三个点已经最大程度的合并成一个点了，这就是拓扑接地中心GND。它的意义也很明确：这个点以外的地线上应该已经没有大的脉冲电流了，你的地线基本上就安静了，你的板总体上也安静了。因此，主电路的其他部分：桥在哪？输入输出端子在哪？怎么走线都问题不大了。
关键词四：特殊工况
但仍然有意外情况：
1、如果图一的输入差模滤波电感 Li 没有或不足，其地线的输入 A-GND 段仍然可能有较大的脉动电流。这是由于电源的输入阻抗太低，以至于单独一个Ci 还不足以旁路掉所有高频的缘故。
2、输出突然短路、或者输入在交流的高电压角突然开机，电容 Co 和 Ci 呈短路运行工况，可能在地线的 GND-E 或者 A-GND 段上产生非常强大的电流和高达足以烧坏芯片的电压差(可能十几伏或更高)。有不少人开机或者短路就烧芯片（其他不烧），多半是这里没处理好。
拓扑的布局处理完了，现在是控制部分。根据以上布局，已经知道了接地中心，同时也能够看出来开关的驱动脚在哪个方向，就可以就近布置驱动和控制电路了。
开关电源的所有操控，最终都由对开关管的精确驱动来体现，因此驱动环路要优先布置。目的只有一个：保持驱动波形的正确和纯粹。因此：
要领三：驱动电流Ig 回路最小化（第三个圈）
图三
插入[爱国分子]
单点节点更好的是下图（来自上学的时候画电路板很喜欢大面积铺地，现在发现这是很错误的做法。地线看似简单，但是想铺好，很难。一般在芯片底下小面积铺地，直接连在芯片地上，其余的地单点接地，注意环流面积，注意隔离模拟数字地，具体怎么铺，很灵活的，要根据具体情况。
记住：接地的线不一定要专门接在铺的铜上，即使铺也不要大面积铺，而是分成几块铺，然后连接在一个点上，这就是接地）：
插入[pq2620]
这个帖子看了好久，学习了好久，
最近遇到几家芯片对布局地线要求非常高
比如SY的芯片布局就和nc965的布局才能正常工作。
如果按照另外一个兄弟说的单点接地就百分比不能工作
然而用谱成的芯片就布局也和nc965你说的布局一样可以工作，但是地线接点比较坑，直接接到VCC电容上也不行，不行近并且最好所有地开个大面积铺铜。
所以布局地线是个大学问。还需要配合每家芯片研究他们芯片给出的布局资料来布局。
需要注意的是：
1、这个电流环路应包含驱动电路的 Vcc 滤波电容 Cg 通道在内，因为驱动电流本质上就是该滤波电容 Cg 的输出电流。这个电流（脉冲成分）是很大的，一般是安培级，至少是亚安培级，几乎与拓扑电流相当。
2、这个滤波电容 Cg 必须贴近驱动 IC的供电端子布置，这是因为驱动IC 内部的电路和信号可能非常复杂和敏感，完全要仰仗这个电容来撑住。——这一布线原则对任何一个芯片（电路）都适用，即：每个 IC 的 Vcc 滤波电容无一例外的都必须就近钉在该芯片的 Vcc 和 Gnd 引脚上，没得商量。
3、这样布置下来后，一般会形成 Rg 连线和 GND-gnd 两条连线，两条连线在环路电流 Ig 上是等效的。这意味着改变其中任意一条连线上的电流波形，都将改变驱动电流波形，使其不再纯粹。这还意味着 GND-gnd 可能会拉开距离，这就形成了第二个接地中心 gnd。
关键词五：一点接地
gnd 即驱动电路的滤波电容 Cg 的接地端，它可能与拓扑接地中心 GND 拉开距离。如图所示，所有弱电单元的地线应在此一点接地，再连接到 GND。为什么要这样接？原因是：
1、首先，其中辅助电源的电流 Iv 是最大的（也可能是安培级），而且跟 Ig 刚好反向（它是 Cg 的输入电流），如果其接地点不连接到 gnd，比如接到 GND，势必会在 GND-gnd 连线上形成 Iv 电流回路，使 Ig 叠加上 Iv，导致驱动电流波形畸变，即：驱动被供电干扰。基于这个原因，驱动电路的滤波电容Cg 的VCC 端的输入输出连接也需要分开走线。
2、其他电路单元的电流一般很弱，如果连接到其他地方，则会使 GND-gnd 连线上较强劲的 Ig 脉冲电流叠加到自己的地线上，即：控制被驱动干扰。
3、同理，其他各个电路的地线，无论多么绕，均应分别走线到 gnd 一点接地，否则，除了可能因上述 Ii、Io、Ip、It、Ig、Iv 等强电流窜进自己的地线形成干扰外，还可能通过共用地线相互干扰。
最后的关键词：道理是死的，人是活的
[bittertea]
我仍然认为这种接法也是不对的，不知前辈如何看。
第一个圈为Ig的通路，第二个圈为VCC-GND的供电通路。可以看到在哪一个公共段中，第一个圈和第二个圈的电流正好是反的，而第一个圈中是脉动的，这样接我认为不大好。
我认为还是你最开始提的第一种是比较好。
[nc965]
这个电流环路应包含驱动电路的 Vcc 滤波电容 Cg 通道在内，因为驱动电流本质上就是该滤波电容 Cg 的输出电流。
这里说的是“本质”，理解到这个本质就行，其他说法，比如退耦、滤波，
都不是本质。
不少人习惯（见30楼）在大电解焊盘那里开一条缝，说是师傅教的，要挤电流什么的，有道理没？
没道理！实际上，根据此贴描述，一般只有三个地方需要这样连接，它们是：拓扑接地中心GND（它不一定在大电解的某个焊盘上）、信号接地中心gnd，Cg 的VCC 点。其他地方没有必要搞成一点接地的样子。意思是搞成那样虽然不会铸成大错，但也没有你期望的效应，画蛇添足而已。
关于桥式变换器
桥式变换器的PCB 布局，其实在本帖上述中几个案列中已不止一次的有涉及，但是发现最近与此有关的提问帖突然增多了起来，感觉有必要专门说说这个问题。
之前之所以没有专门提及这个问题，是因为桥式变换器的PCB 布局（或者将开关直接钉在铜排上的布局）其实是很简单的，很容易处理好。
考察桥式变换器，无论是半桥还是全桥，无论是硬桥还是软桥，无论是PWM整流桥还是同步整流的桥抑或双向变换的桥，他们都有这样的结构：
图中标明了桥式电路的Ip、It 回路，可以看出：
1、结构中，最要紧的Ip 回路其实只有3个元件：Q1、Q
2、C1，要把三个元件接成最小回路是很容易的一件事。
2、Q1、Q2 内部都有个同等电流电压耐量的体二极管D1、D2（个别没有此二极管的开关需在外面并一个）。
3、无论处于何种工况，因为有此二极管的存在，Ip 回路都是最快速而有效的，没有任何尖峰存在的可能。
4、因此位于每个开关两端的RC 吸收回路是完全没有必要的，D2-D1-C1 回路的拓扑吸收方式比它们更有效，更节能。
5、因某种原因也许C1 不能太靠近两个开关，那就再用一个小容量的CBB 电容就近达成这个电容，形成最小回路连接。
6、两个这样的最小回路连接的半桥就是全桥，It 回路再最短连接即可。
他人板子
Vishay:
已经按照您说的做了，看看还有什么不好的地方，请指出
A15767..:
00W 带辅助电源的LLC 半桥
目前调试时PFC 变压器有噪声，ICE1PCS01 PFC IC
由于老大给个机会我画图，麻烦版主指点下
A15767..:
版主，我参照你消除尖峰的帖子走的线路，我认为回路应该为上图红白线标示。对于你更改后的，我有疑问变压器5.6脚到3.4脚的安规距离够不
再次看贴，参照版主意见修改，请指导LLC部分
以下是地线走线
开关电源PCB布板要领
1、关于间距问题
还是那句口号：安全第一，任何情况下都是安全第一。
对于电源，安全就是安规，对于PCB，安全就是间距。
要谈开关电源PCB布线的要领，首当其冲的就是间距，但是有多少人真正领悟，值得怀疑。
我觉得，对于每个画PCB的人（搞电源的人）都应该追问自己一句：你真正领悟了吗？确信没看走眼？
很多人之前可能是搞数字电路、模拟电路过来的，那个布线走通就行，自动布线也是常见的。这些人来搞开关电源，没有找到要领时，那是相当苦逼的。比如这位兄弟，恁是搞不明白：【MOS管栅源击穿的可能性原因及相应的处理办法】
要给他讲清楚，也很困难，现在把我的相关跟帖摘录于此：
通过你零零碎碎提供的信息，问题基本上暴露完了，可以找到问题的根源了。
1、要求得别人的帮助，一定要把问题描述清楚，提供的信息要足够，不能让想帮你的人去猜。
2、让想帮你的人把基本原理从头到尾都给你一个人讲一遍也是不礼貌的。起码打字是要费力气的。
3、你的问题主要是布线间距不够，之前给了一个间距算式，每百V 电压减半得到mm，
4、你给出一个局部的PCB，已经大量出现间距不够和严重不够的问题，还有尖端放电的，一定是要炸鸡的，无能幸免。
5、即使间距够了，GS过压保护措施还是要采取，防静电的（加电阻）、防冲击的（加钳位），防米勒的。。。。视情况而定。
6、你现在首先要做的，不是了解GS原理、不是去追究需不需要加R，而是了解电路基本原理、芯片基本原理，找到各个节点之间的电位差，然后按第3项提示办理。
建议先解决PCB 间距问题，这个不能对付，其他问题都可能是这个问题引起的。
任何其他问题，都有可能是PCB 布线间距不足引起的，在你没有排除这个基本BUG 之前，谈论任何其他问题都是没有意义的。
有的人有点另类经验，多数是其他地方感冒的原因，但你现在不是感冒，而是已经中弹倒地，靠民间治疗感冒的偏方是救不了你的。明白？
你中弹倒地，生命垂危之际，你呼吸不正常，一定不是肺病的原因，血压不正常，一定不是糖尿病的原因。你把糖尿病的病历拿出来研究，是救不了你的。
U4 下面不能走线，两边是高压，500V，2.5mm，还没有整明白？
U4 是自举，两排引脚之间是高压，耐压600V，实际多少V 要分析拓扑极端工况得出，一定不是你测试的200V。
光耦芯片，也是类似的问题。两排引脚之间的间距，是用来抗高压的，中间不能走线，是规矩。
这些基本规矩都没有搞清楚，远不能谈论其他问题。
年轻不是问题，悟性多少要有点才行，人家一点就明白，你弄了几个星期又回到原地。
问题在于，你重新画板，也得知道哪里要保持多少间距才行，我感觉你还没有领悟，重新画也可能无济于事。
先领悟，读懂拓扑的含义。
Buck 是最简单的拓扑，它只有4 个节点，你要搞清这4 个节点之间的电压关系。具体电路中各种元件、任何其他节点，凡是与某个节点的电压差在25V 以内的，都划归到这个节点，4 个节点之间的间距由其之间的可能最高电压决定，这样你的PCB 看上去就是4 大块，有明确的划分。
4个节点，相互之间就有6个关系：
V AD=Vin_MAX
V AB=Vin_MAX+尖峰
V BD=Vin_MAX+尖峰
V BC=Vin_MAX+尖峰
V CD=Vout_MAX 注：输出可能开路，这时电压是多少？
V AC=V AD-Vout_MIN 注：输出可能短路，这时Vout=0
每个节点之间的电压都要心里有数，才能干好这活。这不是什么高难的事，是基本功。
一个布线最紧张的Buck 例子(球泡灯)：
你现在要做的是，划分这4大块，拉开间距。如果还有其他拓扑，比如有源软开关，也要找出关系，分成块块。
400V 就应该保留2mm间距，此外还有一个基本间距（比如0.254mm），意思是（建议）25V内的电压可以算是一个电压等级，按基本间距布置。
以25V 为准，25V 以内算一块，不管啥芯片，啥拓扑。
即使25v 以内，也不能在下面走线的有：金属外壳的器件、比如金封的晶振、电解电容、变压器磁芯、金封的管子，金属端子暴露在外的器件（直插电阻、保险丝等），金属结构件（散热器、固定螺栓等）。
对于每个分块，可以在板上画（如上图白线一般的）分割线，分割线从敷铜中间穿过，不能切断任何敷铜，哪怕线用细点。顶层、底层分别画，要形成闭合图形。画完以后，把线加粗到比如2mm，把敷铜挤出去，就可以了。
这个分块和间距，不是在绘制PCB 时才决定的，在画出电路图、理解拓扑含义的时候就应该分得清楚明白，感觉糊涂时，在电路图上也是可以事先勾勒出这些分块的，才开始绘制PCB。
2、关于PCB 散热设计
以下摘自【60W 12V5A效率〉92%无散热片低成本】的跟帖：
这个贴主题是较大功率小体积无散热片电源，最需要关注的就是效率和散热策略，也是本帖的看点、亮点。
一开始看见这个板，即感觉有些问题，为此跟了两楼，38楼说的是整机效率，62楼说的是低压电流应力，也就是热，算是关注点。
关于无散热片如何进行热设计，有些策略，需要注意，但楼主展示的效率颇高，这在很大程度上可以缓解热的问题。
于是，尽管感觉板上还有优化余地，但楼主没有讨论的意思，就没打算跟帖。现在其他网友有兴趣，那就说说原本就想说的一点体会：
基本观念：
87楼：从某种意义上说，开关电源的设计，更多的是热设计。
89楼：追究到最后，就是温度了。
91楼：如何降低温度：1、提高效率，2、散热
这不是打太极，这是开关电源设计的精髓，但凡优秀的设计，这两方面是极其讲究的。
现在楼主效率没问题，就不谈效率，只谈散热，没散热片，就不谈散热器散热，只谈板上散热：
关于PCB布局与散热的关系，我之前没讲过（估计王总最近的专帖里应该有说，PCB布局走线经验交流）。
关于这个问题我的主要观念是：
1、板上任意一个细节的PCB局部，如果向任何方向再挪动哪怕一点点都会丧失某种（间距、载流、散热、EMC）合理性，都不允许，那么，这个布局才是最合理的。
2、任何间距的敷铜，其中最小间距决定其安全距离，其他任何大于最小间距的间距都没有意义（都不会改善由于这个最小间距决定的安全距离问题）。
3、尽可能追求热景象的均衡性。这是温度梯度问题、空间分布问题、热传递问题。
4、搞掉最高温升对象，总是合理的、总是必要的。
这些观念落实到这个板，就有以下可以进一步改进（散热）的地方：
1、硅桥、前后MOS这三个对象温升最高，这是对此板第一印象就预料中的、楼主没充分考虑的地方，也是需进一步优化的地方。
2、这个功率全电压，已经不适合用贴片硅桥了，它是最高温升，首先要搞掉。建议用分离元件，尽可能分散、均衡、主要靠敷铜散热来布置。
3、原副边安规间距，以光耦焊盘间距为最小，其他地方应保持（没必要增加）这个间距，以便尽可能增加两只MOS散热面的敷铜面积以利散热。这个增加尽可能是双面的，尽可能用过孔传递到两面散热。这里需要注意的是顶层的敷铜，要考虑磁芯可能是导体并可能接地而涉及的安规距离问题。还需注意过孔直径及密度，以不影响焊接工艺为度。
4、以上安规间距只是一个方向，在两只MOS散热面的其他3个方向上，也要尽可能（双面）增加敷铜散热面积，任何一点点增加敷铜散热面积的机会都不要放弃，任何一点点妨碍增加面积的因素都要追究能不能再挪一点？要挪就挪到极限的意思。
5、挪的过程中，要考虑上述三个对象的温升情况，调整散热面积的相对大小，目的是热均
衡，并根据总体温升情况确定其绝对大小（不行时增加PCB面积的意思，PCB板就是散热片的意思）。
6、挪的过程中，要考虑板上其他热源的热传递问题、散热通道问题，以及每个散热面的噪音影响（但不必过于纠结于此，散热是主要矛盾的意思）等问题。
PCB散热设计实例：
与楼主案例的热结构相似：全电压50W，板面（硅桥、前后MOS）三个主要热对象，效率94+%，非隔离
散热面积已经挪到极限，每一毫米敷铜都利用完（除了间距就是敷铜）：
手工焊的：
最低电压时，温升小于40度，搞掉了最高温升，热景象很均匀：
开关电源设计的一般注意事项 1、布局： 【1】脉冲电压连线尽可能短； 【2】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；【3】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； 【4】电路中X电容要尽量接近开关电源输入端； 【6】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；【7】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； 【8】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； 【9】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；【10】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； 【11】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； 【12】关于反激电源的占空比，原则上反激电源的最大占空比应该小于0.5，否则环路不容易补偿。 3、线间距：随着印制线路板制造工艺的不断完善和提高，一般加工厂制造出线间距等于甚至小于0.1mm已经不存在什么问题，完全能够满足大多数应用场合。考虑到开关电源所采用的元器件及生产工艺，一般双面板最小线间距设为0.3mm，单面板最小线间距设为0.5mm，焊盘与焊盘、焊盘与过孔或过孔与过孔，最小间距设为0.5mm，可避免在焊接操作过程中出现“桥接”现象，这样大多数制板厂都能够很轻松满足生产要求，并可以把成品率控制得非常高，亦可实现合理的布线密度及有一个较经济的成本。
1、目的 通过进行相关的测试检验评估，确保产品符合安规及品质要求。 2、适用范围 适用于本公司所开发/设计的所有开关电源产品。 3、检验所用仪器与设备 检验所需的设备均须为校验合格的设备，其精度必须高于测试所要求的精度至少一位。 4、检验试验的一般条件 4.1 检验试验的环境要求 如无特殊要求，则试验应在下列环境条件下进行： 环境温度：20 ~ 30℃； 相对湿度：35% ~ 75%； 大气压力：70 ~ 106KPa。 4.2 检验方法 各检验项目内有检验方法，具体的检验操作方法参考《检验作业指导书》。 5、检验基本原则及判定准则 5.1 检验基本原则 5.1.1 以《检验规范》、《产品规格书》依据，以测试数据为准则。 5.1.2 检验过程中若发现问题比较严重且比较多，需立即停止并及时向上级汇报。 5.1.3 检验过程中，若抽样产品出现问题，但不影响测试的正常进行，则需测完样机的全部项目。 5.2 不合格项目分类 5.2.1 致命问题 安规测试不合格；导致电源损坏的所有项目。 5.2.2 严重问题 技术指标未达到规格的要求；抗干扰性指标未达到规格要求。 5.2.3 一般问题 测试中指标的裕量不足。 5.2.4 讨论问题 研究性测试未合格项目；产品规格书中未界定的项目。 修改记录版次修订日期批准审核编写 唐恿 2012.3.3
6、检验试验项目 说明：以下检验方法，参照IEC 、GB 、CE 、UL 等标准的通用检验方法；检验项目以产品规格书规定的为准，产品规格书有要求的项目为必检项目，产品规格书未要求的项目可不检验；检验条件如果产品规格书有规定,则以产品规格书为准；当客户对检验项目和检验方法等有特别要求时，以客户的要求为准。输入全电压范围是指输入由最低输入电压到最高输入电压连续调节，但数据只需记录最低输入电压，额定输入电压，最高输入电压的情况。输出全负载范围是指输出负载由最小负载到额定负载连续调节，但数据只需记录最小负载，半载，额定负载的情况。高温低温分别指产品的工作温度或存储温度的上限和下限。输入电源的频率要求为最小输入电压时47Hz （当设备能力达不到47 Hz 时按设备能达到的最小频率输入）、最大输入电压时63Hz 、额定高电压输入时为50 Hz 、额定低电压输入时为60 Hz 。 检验试验范围包含但不限于以下项目： 6.1 电气性能测试：空/负载输入输出电压、负载输入输出电压/电流/功率、效率、纹波&噪声、功率 因素、动态响应、开机时间、异常保护，耐压绝缘、漏电、接地、老化、温升等测试。 6.2 环境适应性检验：高温、低温启动，高温、低温ON/OF 循环冲击，高温、低温储存等试验。 6.3 机械检验：外观要求、尺寸测量、标记检查，跌落、振动、模拟运输等试验。 6.4 重要元器件检验：变压器、电感、场效应管、输出整流二极管、桥堆、滤波电容、X 电容、Y 电 容等重要元器件的型号、规格、厂商、生产批号的检验。 6.1 电气性能测试： 6.1.1 空载输入功率 测试说明： 参照产品Spec.，测试空载输入功率须在Spec.标示范围内，同时也需符合下表的限值（输入115V/60Hz 和(或)230V/50Hz 两种模式下测试）： 输出功率标称值Po(W) 空载输入功率限值(W) 0 ＜ Po ＜ 60 1 MAX. 60 ≤ Po ≤ 200 3 MAX. 测试方框图: 图1 测试方法： 1. 先如图1 布置好测试电路。 2. 产品输入额定电压&频率。 3. 电源输出处于空载状态。 4. 读取电参数测量仪上输入功率，此时功率为空载输入功率。 判定标准： 空载输入功率超标： 严重问题 6.1.2 空载输出电压 测试说明： AC 电源 电参数测量仪 待测试 电源 电子负载
开关电源PCB设计流程及布线技巧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。 如图：
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
开关电源维修 开关电源在工业自动化时代，已经被用于到所有行业，其精密电路板和对电流电源的严格要求，使得开关电源电路板维修成为PCB维修行业中难度比较大的一中常见故障设备。 在开关电源维修之前，我们必须了解开关电源的工作原理，电源先将高电压交流电通过全桥二极管整流以后成为高电压的波动直流电，再经过电容滤波以后成为较为平滑的高压直流电。这时，控制电路控制大功率开关管将高压直流电按照一定的高频频率分批送到高频变压器的初级。接着，把从次级线圈输出的降压后的高频低压交流电通过整流滤波转换为能使负载工作的低电压强电流的直流电。其中，控制电路是必不可少的部分。它能有效的监控输出端的电压值，并向功率开关管发出信号控制电压上下调整的幅度。在开关电源中，由于电源输入部分工作在高电压、大电流的状态下，故障率最高;其次输出直流部分的整流二极管、保护二极管、大功率开关三极管较易损坏，再就是脉宽调制器的反馈和保护部分。 一、在断电情况下 首先，在开关电源没通电前，先用万用表测一下高压电容两端的电压先。如果是开关电源不起振或开关管开路引起的故障，则大多数情况下，高压滤波电容两端的电压未泄放掉，此电压有300多伏，如果不小心被阁下玉手摸到，一定让你留下难忘的记忆! 由于检修电源要接触到220V高压电，人体一旦接触36V以上的电压就有生命危险。因此，在有可能的条件下，尽量先检查一下在断电状态下有无明显的短路、元器件损坏故障。首先，打开电源的外壳，检查保险丝是否熔断，再观察电源的内部情况，如果发现电源的
PCB板上元件破裂，则应重点检查此元件，一般来讲这是出现故障的主要原因;闻一下电源内部是否有糊味，检查是否有烧焦的元器件;问一下电源损坏的经过，是否对电源进行违规的操作，这一点对于维修任何设备都是必须的。在初步检查以后，还要对电源进行更深入地检测。 用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况，如果电阻值过低，说明电源内部存在短路，正常时其阻值应能达到100千欧以上;电容器应能够充放电，如果损坏，则表现为AC电源线两端阻值低，呈短路状态，否则可能是开关管击穿。然后检查直流输出部分脱开负载，分别测量各组输出端的对地电阻，正常时，表针应有电容器充放电摆动，最后指示的应为该路的泄放电阻的阻值。否则多数是整流二极管反向击穿所致。 二、加电检测 在通过以上检测后，就可以进行加电测试。这时候才是关键所在，需要有一定的经验、电子基础及维修技巧。一般来讲应重点检查一下电源的输入端，开关三极管，电源保护电路以及电源的输出电压电流等。如果电源启动一下就停止，则该电源处于保护状态下，可直接测量PWM芯片保护输入脚的电压，如果电压超出规定值，则说明电源的处于保护状态下，应重点检查产生保护的原因。由于接触到高电压，建议没有电子基础的朋友需要小心操作。 三、常见故障 1.保险丝熔断 一般情况下，保险丝熔断说明电源的内部线路有问题。由于电源工作在高电压、大电流
开关电源安规详述 一．安规申请 1．为什么要申请安规认证？ 许多国家都要求出口到其国家的特定产品应通过安全认证且印有相应的安全标记，如欧洲的CE Mark认证，中国从2002年5月1日起强制实行的3C认证等。另外，欧洲国家的许多消费者认为仅仅只有CE Mark是不够的（因为厂商可以自我宣称CE Mark），还必须有一个标记如TUVGS、NEMKO等，以确认此产品已经公认的认证机构认证过。可以看出，申请安规认证是进入上述市场所必须的。另外，认证分强制型认证和非强制型认证。强制型认证有CE、3C、PSE（日本）等，非强制型认证有TUVGS、UL等，非强制型认证没有强制的认证要求，但出于保障消费者的信心等原因而申请此认证。 2．安规申请步骤 安规申请可分为以下三个步骤： （1）申请前： ?确认产品需要哪种认证、适用哪种安规标准； ?研究相应的安规标准并通过相应的测试和评估来确保产品能够符合此标准； ?联系信用、声誉佳的安规测试机构或实验室； ?从安规测试机构或实验室取得申请表和报价单，商讨认证费用和其它认证事宜； ?准备充足的测试样品、材料和充分的文件； （2）申请中： ?提交申请表、初期费用、测试样品、材料及文件，开始认证程序； ?监测认证进程，出现较小的问题时和测试机构讨论、协商解决； ?出现较大的问题后，需要修改结构或设计时，应立即修改，且相应的文件和测试样品也应立即提交。 ?测试通过后，安规机构首次工厂检查； ?交清所余申请费用，取得测试报告和证书，检查，存档； （3）申请后： ?在产品上打上该认证标记； ?安规机构每年不定期工厂检查； ?当设计有改动时，不管是小改动还是大改动，均须通知安规测试机构并得到其认可，当有大改动时，安规机构会可能要求补做测试。 3．安规申请需准备的文件有： 公司与产品的说明文件及产品说明书（如果有）； 简单的性能测试文件与产品规格书； 重要的元器件与材料的认证书； 元器件清单（编号、规格、供应商、UL认证文件） 原理图、PCB板图（插件图、焊盘图、走线图）； 火牛与线圈的结构图； 外壳外观图（如果有），铭牌图（标签图）； 4．安规申请需准备的材料有： 开关电源的认证申请需准备的材料有： 8-12个完整的样品；
反激式开关电源PCB设计要点 反激电源整体原理图如图1所示。 图1开关电源从市电火线L和零线N进来后，有一个电流较大的保险管，如图1所示。这是因为板子上有其他市电交流负载，如交流电机等，当负载电流过大时，保护电路。该保险管电流参数需要根据实际负载功率计算选择。保险管后有一个压敏电阻（如图2所示），用于抑制浪涌和瞬时尖峰电压，当其两端电压高于其阈值时，压敏电阻值迅速下降，从而流过大电流，保护后级电路。在压敏电阻后又有一个电流较小的保险管（如图2所示），这才是真正针对板子开关电源的过流保护，防止电源电流过大，保护电路。保险管后的NTC电阻（如图2所示），用于抑制开机时的浪涌电流，因为刚开机时，NTC温度较低，电阻值很大，抑制电流过大；当在电流作用下，NTC电阻温度升高，电阻值下降到很小，不影响正常工作电流。安规X电容(如图2所示）用于滤除市电的差模干扰，其后的3个电阻主要用于给X电容放电，以符合安规要求，防止在切断市电输入时，人手触摸到金属
端子有触电感。使用多个电阻的原因是分散承受电压和功率。共模电感（如图2所示）用于滤除共模干扰电流。 图2输入电容EC1在行业上有个3uF/W的通用原则，但需要注意的是该功率是输入功率而非输出功率，假设输出功率12W，效率为80%，则输入功率为15W，则输入电容至少为45uF，如图8所示。由于反激电源演变自Buck-Boost，其输入回路和输出回路均是电流不连续路径，因此均要控制回路面积越小越好。输入电容EC1要靠近电源芯片，如图3所示。同理，输出整流二极管和输出电容也应该靠近变压器。
图3RCD钳位电路用于吸收开关管关断时的Vds高压，防止损坏MOS 管（电源芯片）。Layout时需将电容靠近变压器，电阻次之，如图4所示。
三圈两地，开关电源PCB布板要领 Ref 【作者nc965】 有人说关电源的布板反正很麻烦，我同意，因为它是开关电源，不是其他 题目是讲“要领”，因此不讲细节，也不是教材，与教材或者他人的理解相左、我也不做过多解释 有人说否！细节很重要，决定成败， 我说，要领最重要，基本的东西最重要，关键的地方没整对，大方向都错了，谈何细节？ 因此只捡最重要的讲，其余的自己去琢磨了。 要领就6个字：布局，地线，间距。 其实前4各字基本上是一层意思，后两个字是另外一层意思，这些是要领，其余的都是细节了。 优化图示 第一的好与不好，是电容及电感的位置不一样，“C-L-C”π型滤波器 不好好（大电流开窗）
第二背面的好与不好，就是回路有分割与没分割的区别！ 不好好（电感后电容开口） 第一张图的π型滤波器的电容在电感之后， 第二张图的电容管脚铜皮开缺口（保证电流尽量通过电感上方的电容）。滤波效果差异 其实在图中已经标注出来了的； 【nc965】仔细看图，没有说输入输出电流流过电容，正因为输入输出是直流，不能流过电容，那么高频开关电路的高频脉冲交流就只能走电容了，因此电容上的脉冲电流特别大。 恩，这个图例子举的不错，一要遵循电流的流向，二要出线尽量从电容的根部出来。
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 其他讨论 是不是太宽了也容易被干扰到，最近做一个案子，把IC地线加粗后低压高温烧机时会出现工作不正常。 比如说有些动点（电感与开关管之间）就不宜布的过大 【lclbf】 看看我画的这个板子，怎么优化自己感觉IT回来面积太大，有没有想到其他好的方法，还有接地和其他回路有没有问题。
安规知识解读 以下如未特别说明，安规要求均指GB4943-2001 1、基本绝缘：对防电击提供基本保护的绝缘。 2、加强绝缘：除基本绝缘外施加的独立的绝缘，用于确保基本绝缘一旦失效时仍 能防止电击。 3、电气间隙（clearance）：两个导电零部件之间的最短空间距离。 4、爬电距离（creepage distance）：沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间的最短 路径。 5、Y1电容可以认为具有加强绝缘的功能。 初—次级跨接的电容用Y1 初—地之间可用Y2电容(1.5.7.1) ?工程师设计时常见错误： 没有Y1和Y2电容的使用概念，以致初---次级之间也“不知不觉”地用了Y2电容。 6、设备的防电击保护类别： Ⅰ类设备：采用基本绝缘，而且有保护接地导体； Ⅱ类设备：采用双重绝缘，这类设备既不依靠保护接地，也不依靠安装条件的保护措施； Ⅲ类设备：SELV供电，且不会产生危险电压； 7、电源上的铭牌标示 i.电源额定值标志 1）额定电压及电流 对具有额定电压范围的设备:
100V—240V; 2.8A 100V—240V; 2.8—1.1A 200V—240V; 1.4A 对多个额定电压: 120/ 220V ; 2.4/1.2A 2)电源的性质符号: 直流——交流~(GB8898-2001) ii.制造厂商名称或商标识别标记 iii.型号 iv.符号“回”，仅对Ⅱ类设备适用。
?工程师设计时常见错误： Ⅱ类设备大标贴没有“回”字符 没有LOGO或LOGO与认证证书不是同一公司 交流输入性质用“AC”表示，不用“~”表示 具有额定电压范围或多个额定电压的设备，电流标示本应是“100V—240V; 2.8—1.1A”或“120/ 220V ; 2.4/1.2A”，错写成“100V—240V; 1.1—2.8A” 或“120/ 220V ; 1.2/2.4A” 8、保护接地和等电位连接端子标示 预定要与保护接地导线相连的接线端子 应标示符号，该符号不能用于其它接地端子。 对保护连接导线的端子不要求标示，
介绍一下开关电源布板注意事项 来源：开关电源时间：2016-05-20 09:27 浏览：163 次
作为PCB工程师，在Lay PCB，应重点注意那些事项？ 1、电源进来之后，先到滤波电容，从滤波电容出来之后，才送给后面的设备。因为PCB上面的走线，不是理想的导线，存在着电阻以及分布电感，如果从滤波电容前面取电，纹波就会比较大，滤波效果就不好了。 2、线条有讲究：有条件做宽的线决不做细，不得有尖锐的倒角，拐弯也不得采用直角。地线应尽量宽，最好使用大面积敷铜，这对接地点问题有相当大的改善。 3、电容是为开关器件(门电路)或其它需要滤波/退耦的部件而设置的，布置这些电容就应尽量靠近这些元部件，离得太远就没有作用了。 Lay PCB（电源板）时，结合安规要求，重点注意那些事项？ 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。 2、保险丝后的走线要求：零、火线最小爬电距离不小于3MM。 3、高压区与低压区的最小爬电距离不小于8MM，不足8MM或等于8MM的。须开2MM的安全槽。 4、高压区须有高压示警标识的丝印，即有感叹号在内的三角形符号；高压区须用丝印框住，框条丝印须不小于3MM 5、高压整流滤波的正负之间的最小安全距离不小于2MM 简述设计、开发流程。 1、根据设计制作原理图 2、在原理图编译通过后，就可以产生相应的网络表了 3、制作物理边框(Keepout Layer) 4、元件和网络的引入 5、元件的布局 元件的布局与走线对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响，是应该特别注意的地方。一般来说应该有以下一些原则：⑴放置顺序先放置与结构有关的固定位置的元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接件之类，这些器件放置好后用软件的ＬＯＣＫ功能将其锁定，使之以后不会被误移动。再放置线路上的特殊元件和大的元器件，如发热元件、变压器、IC等。最后放置小器件。⑵注意散热元件布局还要特别注意散热问题。对于大功率电路，应该将那些发热元件
开关电源安全距离及其相关安全要求 姓名：XXX 部门：XXX 日期：XXX
开关电源安全距离及其相关安全要求 安全距离包括电气间隙（空间距离），爬电距离（沿面距离）和绝缘穿透距离 1、电气间隙：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空气测量的最短距离。 2、爬电距离：两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝绝缘表面测量的最短距离。 电气间隙的决定：根据测量的工作电压及绝缘等级，即可决定距离 一次侧线路之电气间隙尺寸要求，见表 3 及表4 二次侧线路之电气间隙尺寸要求见表5 但通常：一次侧交流部分：保险丝前L- N>2.5mm L.NPE（大地） > 2.5mm保险丝装置之后可不做要求，但尽可能保持一定距离以避免发生短路损坏电源。 一次侧交流对直流部分》2.0mm 一次侧直流地对大地》2.5mm（一次侧浮接地对大地） 一次侧部分对二次侧部分》4.0mm跨接于一二次侧之间之元器件二次侧部分之电隙间隙》0.5mm即可二次侧地对大地》1.0mm!卩可 附注：决定是否符合要求前，内部零件应先施于10N力，外壳施以30N力，以减少其距离，使确认为最糟情况下，空间距离仍符合规定。爬电距离的决定： 根据工作电压及绝缘等级，查表 6 可决定其爬电距离 但通常： (1)、一次侧交流部分：保险丝前L- N>2.5mm L.N大地》2.5mm，
保险丝之后可不做要求，但尽量保持一定距离以避免短路损坏电源。 (2)、一次侧交流对直流部分》2.0mm (3)、一次侧直流地对地》4.0mm如一次侧地对大地 (4)、一次侧对二次侧》6.4mm如光耦、Y电容等元器零件脚间距w 6.4mm要开槽。 (5)、二次侧部分之间》0.5mm即可 (6)、二次侧地对大地》2.0mm以上 (7)、变压器两级间》8.0mm以上 3、绝缘穿透距离： 应根据工作电压和绝缘应用场合符合下列规定： --对工作电压不超过50V(71V交流峰值或直流值)，无厚度要求； -- 附加绝缘最小厚度应为0.4mm； -- 当加强绝缘不承受在正常温度下可能会导致该绝缘材料变形或性能降低的任何机械应力时的，则该加强绝缘的最小厚度应为0.4mm。 如果所提供的绝缘是用在设备保护外壳内，而且在操作人员维护时 不会受到磕碰或擦伤，并且属于如下任一种情况，则上述要求不适用于不论其厚度如何的薄层绝缘材料； -- 对附加绝缘，至少使用两层材料，其中的每一层材料能通过对附加绝缘的抗电强度试验；或者： -- 由三层材料构成的附加绝缘，其中任意两层材料的组合都能通过 附加绝缘的抗电强度试验；或者： -- 对加强绝缘，至少使用两层材料，其中的每一层材料能通过对加强绝缘的抗电强度试验；或者： -- 由三层绝缘材料构成的加强绝缘，其中任意两层材料的组合都能
首先从开关电源的设计及生产工艺开始描述吧，先说说印制板的设计。开关电源工作在高频率,高脉冲状态，属于模拟电路中的一个比较特殊种类。布板时须遵循高频电路布线原则。 1、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。 下面谈一谈印制板布线的一些原则。 线间距：随着印制线路板制造工艺的不断完善和提高,一般加工厂制造出线间距等于甚至小于0．１mｍ已经不存在什么问题,完全能够满足大多数应用场合。考虑到开关电源所采用的元器件及生产工艺，一般双面板最小线间距设
开关电源PCB排版基本要点 作者：瑞士商升特股份有限公司上海代表处 周琛 发布时间：2006-10-14 10:50 出处：https://www.doczj.com/doc/4d2302092.html, 摘要：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．详细讨论了开关电源PC B排版的基本要点，并描述了一些实用的PCB排版例子。 关键词：PCB排版；开关电源 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 l.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。由于小电容量瓷片电容器的谐振频率会比大电容量瓷片电容器的谐振频率要高，因此，在选择旁路电容时不能光选用电容值过高的瓷片电容器。为了改善电容的高频特性，多个不同特性的电容器可以并联起来使用。图3是多个不同特性的电容器并联后阻抗改善的效果。
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。由于小电容量瓷片电容器的谐振频率会比大电容量瓷片电容器的谐振频率要高，因此，在选择旁路电容时不能光选用电容值过高的瓷片电容器。为了改善电容的高频特性，多个不同特性的电容器可以并联起来使用。图3是多个不同特性的电容器并联后阻抗改善的效果。
上期我们谈到了布局方面的注意事项，对于layout 工程师来说电源模块布局完成时，布线也就基本已经规划好，布局做好，布线自然水到渠成。 如下图1所示原理图： 图1 从原理图中我们可以看到a:主电流通道(红色）b：地的区别（电源地、信号地、其他信号地）c：反馈通道（蓝色）d：续流回路。 对于上述开关电源的布线的处理时，我们还是有以下事项需要注意： 开关管部分: 尽量粗短，一般用铺铜实现，考虑大电流通道。 输入输出滤波：注意到电源平面的过孔数目和位置，在滤波电容之后。 输入输出的地：用大铜皮连接到一起，多打地孔到平面（开关管特殊要求除外）。
控制电路的地：模拟地，与大电流地分开，单点接地。 控制电路的采样：模拟信号，采样点在输出滤波之后，如果有电流采样和电压采样，布成差分线的紧耦合形式，采样线尽量短，减小受干扰的空间。 控制电路的调制输出：模拟信号，不要在开关管下走长线，远离大电流的电源和地等区域。 下面我们还是借用芯片的datasheet图例来一起看一下开关电源布线的一些注意事项，如下图2所示： 图2：某电源芯片layout guide 从datasheet要求来看主要需要我们注意： 1.输入输出回路尽量小满足载流且满足共地。 2.模拟地与大电流地分开，单点接地。 3.反馈信号处理以及芯片散热等。 在我们的实际设计应用中对于上述开关电源电路可能会进行优化调整如图3所示原理图，其主要核心部分还是一致，如图3所示是该模块原理图和布线展示的示例：
图3.1：SCH 图3.2：布线展示 我们可以从布线展示图中可以看到基本按照layout guide设计，但我们还需要注意以下细节：大电流通道滤波电路孔的位置和数量；输入输出地的铺铜共地连接；采样电路避免受干扰；芯片模拟地与大电流地的区分与单点相连，以及芯片的散热！ 接着上期的“IPC”PCB设计大赛的开关电源，如下图4原理图和布线展示： 图4-1：原理图
开关电源EMI设计-电源PCB设计要点 摘要：由于开关电源的开关特性，容易使得开关电源产生极大的电磁兼容方面的干扰，作为一个电磁兼容工程师，或则一个PCB layout 工程师必须了解电磁兼容问题的原因已经解决措施，特别是layout 工程师，需要了解如何避免脏点的扩大，本文主要介绍了电源PCB 设计的要点。 1，几个基本原理：任何导线都是有阻抗的；电流总是自动选择阻抗最小的路径；辐射强度和电流、频率、回路面积有关；共模干扰和大dv/dt 信号对地互容有关；降低EMI 和增强抗干扰能力的原理是相似的。 2，布局要按电源、模拟、高速数字及各功能块进行分区。 3，尽量减小大di/dt 回路面积，减小大dv/dt 信号线长度（或面积，宽度也不宜太宽，走线面积增大使分布电容增大，一般的做法是：走线的宽度尽量大，但要去掉多余的部分），并尽量走直线，降低其隐含包围区域，以减小辐射。 4，感性串扰主要由大di/dt 环路（环形天线），感应强度和互感成正比，所以减小和这些信号的互感（主要途径是减小环路面积、增大距离）比较关键；容性串扰主要由大dv/dt 信号产生，感应强度和互容成正比，所有减小和这些信号的互容（主要途径是减小耦合有效面积、增大距离，互容随距离的增大降低较快）比较关键。 5，尽量利用环路对消的原则来布线，进一步降低大di/dt 回路的面积，如图1 所示（类似双绞线利用环路对消原理提高抗干扰能力，增大传输距离）：
图1 ，环路对消（boost 电路的续流环） 6，降低环路面积不仅降低了辐射，同时还降低了环路电感，使电路性能更佳。 7，降低环路面积要求我们精确设计各走线的回流路径。 8，当多个PCB 通过接插件进行连接时，也需要考虑使环路面积达到最小，尤其是大di/dt 信号、高频信号或敏感信号。最好一个信号线对应一条地线，两条线尽量靠近，必要时可以用双绞线进行连接（双绞线每一圈的长度对应于噪声半波长的整数倍）。如果大家打开电脑机箱，就可以看到主板到前面板USB 接口就是用双绞线进行连接，可见双绞线连接对于抗干扰和降低辐射的重要性。 9，对于数据排线，尽量在排线中多安排一些地线，并使这些地线均匀分布在排线中，这样可以有效降低环路面积。 10，有些板间连接线虽然是低频信号，但由于这些低频信号中含有大量的高频噪声（通过传导和辐射），如果没有处理好，也很容易将这些噪声辐射出去。 11，布线时首先考虑大电流走线和容易产生辐射的走线。 12，开关电源通常有4 个电流环：输入、输出、开关、续流，（如图2 ）。其中输入、输出两个电流环几乎为直流，几乎不产生emi ，但容易受干扰；开关、续流两个电流环有较大的di/dt ，需要注意。如果输入、输出两个电容用多
开关电源选型注意事项 在进行电器电路模块设计或给新产品定型时，有时极少认真考虑配套开关电源的选择，直到发现问题出在开关电源部分，才重新评估这个问题。 一、选择开关电源的基本依据 电压和电流范围，这是两个最容易确定的指标，只要根据电路的功耗计算出即可。也应考虑测试高、低供电电压极值。 大多数固定电源允许输出电压±10%的范围内变化，如果这还不能满足电路要求，可选用输出可调的或允许更大变化范围的电源。 如果用该电源给组合式装置供电，则装置所需最大的电流的75%到90%由一个电源提供，不够部分可并接两个或更多电源。 二、开关电源的扩展和安全性 1、并联或串联工作 当一个电源不能满足所需的电压或电流范围时，可将两个或多个电源(或将同一电源的不同输出)并联或串联起来使用。在这种工作模式下，各电源模块间的稳压和控制电路之间的联系仍然存在，只不过一个电源作为主控方另一个电源作为受控方使用。 2、过载保护 因为一个电源要供给不同的电路使用，这些电路的电流的流量可能是未知的，为了避免对电源的损坏，需设置保护电路的范围。 几乎所有的电源都具有以下特点：在超出输出范围时，要么输出保持在最大输出值，要么就自行关闭电源。某些程控电源除可用程序
设定输出范围外，还能自动设置电源稳定输出的类型。也就是说，当外电路需要的电压或电流超过设置极限时，电源可自动地由恒压源变成恒流源或由值流源变成恒压源。 为电源加上保护二极管可以防止误接外接电源的极性造成的损坏。热传感器也可用于防止由于电源持续工作在过载状态或冷却无效而烧坏电源。 三、开关电源内部潜在的造成损害的根源 1、脉动与噪声 理想的直流电源应提供纯净的直流，然而总有一些干扰存在，比如在开关电源输出端口叠加的脉动电流和高频振荡。这两种干扰再加上电源本身产生的尖峰噪声使电源出现断续和随意的漂移。 2、稳定度 当线电压或负载电流变化肘，直流电源的输出电压也会有所起伏。稳压程度由稳压电路的参数决定，参数是指滤波电容的容量和能量释放的速率。 如果给电源供电的一个相对恒定的电源，那么只需基本的负载稳压。稳定度的大小一般定义为空载或满载时输出电压的百分比，或电压的变化值。 3、内部阻抗 相对较大的电源内阻对负载来讲有两点不利，首先是不利于负载稳压电路工作，更为不利的是负载电流的任何变化都会导致直流电源输出的起伏，这种起伏对测试结果的影响同脉冲与噪声对测试结果造
开关电源安规主要内容 森树强电子 一. 安全距离规范 (针对初, 次级及高压, 大电流区域PCB布板) 1. 交流输入L - N, N- GND, L- GND间距必须大于 3.5毫米. 2. 初级整流滤波电容正, 负级间距须大于4毫米. 3. 初, 次级间距须大于6毫米(光耦处间距最小). 4. 次级电路电压小于48V的区域布板时一般不作安全间距要求. 注: 电气间隙与爬电距离应符合相关要求. 二. 耐压测试规范 测试内容及标准: 1. 输入–输出耐压测试及标准 l 交流3000V, 1分钟打耐压, 漏电流设为10mA
l 耐压仪指示漏电流<10mA, 且无飞弧现象为合格. 2. 输入–大地耐压测试 l 交流1500V, 1分钟打耐压, 漏电流设为10mA l 耐压仪指示漏电流<10mA, 且无飞弧现象为合格. 3. 输出–大地耐压测试 l 直流500V, 1分钟打耐压, 漏电流设为10mA l 耐压仪指示漏电流<10mA, 且无飞弧现象为合格. 注：大地为外壳地.测试仪器为耐压测试仪. 三. 绝缘测试规范 测试内容及标准: 1. 输入 - 大地>500Mohm为合格 2. 输出 - 大地 >500Mohm为合格 3. 输入 - 输出 >500Mohm为合格 四. 温度测试规范
1. 测试内容: 开关电源长时间稳定工作后, 测试开关 MOSFET, 开关变压器, 初级整流滤波电容, 次级整流管, 滤波电感的温度值并记录. 2. 判定标准: 将所测温度数值和相关标准安全值对比, 以 上器件的温度值必须小于安全值. 五. 过载测试规范 测试内容: 对每路输出均单独作过载试验(多路输出不同 时作过载试验). 测试方法及判定标准 (1) 在该路输出开关变压器次级交流输出端加负载并使其带满载, 长时间通电工作. (2) 监测开关变压器(磁芯, 漆包线包)的恒定温度值并记录, 不能超过允许值(厂商提供), 且应有15%左右裕量. 同时, 应无过温度保护动作. (3) 若出现过温度保护, 记录此时温度值.
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
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，