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电源PCB设计指南!(上)

助工
2019-10-04 16:32:19    评分

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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。

一、爬电距离和电气间隙距离要求:

1、爬电距离:输入电压50V-250V时,保险丝前L—N≥2.5mm,输入电压250V-500V时,保险丝前L—N≥5.0mm;电气间隙:输入电压50V-250V时,保险丝前L—N≥1.7mm,输入电压250V-500V时,保险丝前L—N≥3.0mm;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≤6.4mm要开槽;

5、变压器两级间≥6.4mm以上,≥8mm加强绝缘。

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一、长线路抗干扰

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在图二中 ,PCB布局时,驱动电阻R3应靠近Q1(MOS管),电流取样电阻R4、C2应靠近IC1的第4Pin,如图一所说的R应尽量靠近运算放大器缩短高阻抗线路。因运算放大器输入端阻抗很高,易受干扰。输出端阻抗较低,不易受干扰。一条长线相当于一根接收天线,容易引入外界干扰。image.png

在图三的A中排版时,R1、R2要靠近三极管Q1放置,因Q1的输入阻抗很高,基极线路过长,易受干扰,则R1、R2不能远离Q1。

在图三的B中排版时,C2要靠近D2,因为Q2三极管输入阻抗很高,如Q2至D2的线路太长,易受干扰,C2应移至D2附近。

二、小信号走线尽量远离大电流走线,忌平行,D>=2.0mm。image.png

三、小信号线处理:电路板布线尽量集中,减少布板面积提高抗干扰能力。

四、一个电流回路走线尽可能减少包围面积。

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五、光电耦合器件,易于干扰,应远离强电场、强磁场器件,如大电流走线、变压器、高电位脉动器件等。

六、多个IC等供电,Vcc、地线注意。

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七、噪声要求

1、尽量缩小由高频脉冲电流所包围的面积,如下(图一、图二)

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一般的布板方式:image.png

2、滤波电容尽量贴近开关管或整流二极管如上图二,C1尽量靠近Q1,C3靠近D1等。

3、脉冲电流流过的区域远离输入、输出端子,使噪声源和输入、输出口分离 。

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图三:MOS管、变压器离入口太近,电磁的辐射能量直接作用于输入端,因此,EMI测试不通过。

图四:MOS管、变压器远离入口,电与磁的辐射能量距输入端距离加大,不能直接作用于输入端,因此EMI传导能通过。

4、控制回路与功率回路分开,采用单点接地方式,如图五。

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控制IC周围的元件接地接至IC的地脚 ;再从地脚引出至大电容地线 。光耦第3脚地接到IC的第1 脚,第4脚接至IC的2脚上 。如图六。

5、 必要时可以将输出滤波电感安置在地回路上。

6、 用多只ESR低的电容并联滤波。

7、 用铜箔进行低感、低阻配线,相邻之间不应有过长的平行线,走线尽量避免平行、交叉用垂直方式,线宽不要突变,走线不要突然拐角(即:≤直角)。(同一电流回路平行走线,可增强抗干扰能力)

八、抗干扰要求:

1、尽可能缩短高频元器件之间连线,设法减少它们的分布参数和相互间电磁干扰,易受干扰的元器件不能和强干扰器件相互挨得太近,输入输出元件尽量远离。

2、某些元器件或导线之间可能有较高电位差,应加大它们之间的距离,以免放电引出意外短路。

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一、整体布局

1、散热片分布均匀,风路通风良好。image.png

图一:散热片挡风路,不利于散热;图二:通风良好,利于散热


2、电容、IC等与热元件(散热器、整流桥、续流电感、功率电阻)要保持距离以避免受热而受到影响。

3、电流环:为了穿线方便,引线孔距不能太远或太近。

4、输入/输出、AC/插座要满足两线长短一致,留有一定空间裕量,注意插头线扣所占的位置、插拔方便,输出线孔整齐,好焊线。

5、元件之间不能相碰、MOS管、整流管的螺钉位置、压条不能与其它元相碰,以便装配工艺尽量简化电容和电阻与压条或螺钉相碰,在布板时可以先考虑好螺钉和压条的位置。如下图三:

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6、除温度开关、热敏电阻…外,对温度敏感的关键元器件(如IC)应远离发热元件,发热较大的器件应与电容等影响整机寿命的器件有一定的距离。

7、对于电位器,可调电感、可变电容器,微动开关等可调元件的布局,应考虑整机结构要求,若是机内调节,应放在PCB板上方便于调节的地方,若是机外调节,其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。

8、应留出印制PCB板定位孔支架所占用的位置。

9、位于电路板边缘的元器件,离电路板边缘一般不少于2mm。

10、输出线、灯仔线、风扇线尽量一排,极性一致与面板对应。

11、一般布局:小板上不接入高压,将高压元件放在大板上,如有特殊情况,则安规一定要求考虑好。如图四将R1、R2放在大板,引入一低压线即可。

12、初级散热片与外壳要保持5mm以上距离(包麦拉片除外)。

13、布板时要注意反面元件的高度 。如图五:

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14、初次级Y电容与变压器磁芯要注意安规。

二、单元电路的布局要求

1、要按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向 。

2、以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局,元器件应均匀整齐,紧凑地排列在PCB上,尽量减小和缩短各元件之间的连接引线。

3、在高频下工作要考虑元器件的分布参数,一般电路应尽可能使元器件平行排列,这样不仅美观,而且装焊容易,易于批量生产。

转帖自网络




菜鸟
2019-10-05 22:32:08    评分
2楼

非常用心的文章


专家
2019-10-11 13:36:09    评分
3楼

不错,值得一看,学习学习


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