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1、一文了解PCB电源如何布置高速电子系统一个成功的设计，必须要求工程师透彻掌握芯片、封装结构及PCB的电源供电系统特性。为了满足更低的供电电压、更快的信号翻转速度、更高的集成度和许多越来越具有挑战性的要求，而且集成电路的供电电压将会持续降低电压会降到1.2V，甚至更低，从而增加电流。随着越来越多的生产厂家也从130nm技术转向90nm技术。从直流IR压降到交流动态电压波动控制来看，由于允许的噪声范围越来越小，这种发展趋势给电源供电系统的设计带来了巨大的挑战。PCB电源供电系统在对于开关电源的研发，PCB设计占据很重要的地位。一个差的PCB，EMC性能差、输出噪声大、抗干扰能力弱，甚至连基本功能都
2、有缺陷。下面我们主要从PCB的分层、电源板层平面的形状、元器件的布局、过孔的分布等等，来谈谈电源的布置。1、间距对于高电压产品必须要考虑到线间距。能满足相应安规要求的间距当然最好，但很多时候对于不需要认证，或没法满足认证的产品，间距就由经验决定了。生产能否保证板面清洁、环境湿度、其他污染等情况如何。总的来说没有统一标准，越远越好。最小距离则要考虑最大压差情况下的放电间距，并乘以足够的保护系数3、环路面积无论是输入或是输出、功率环路或信号环路，应尽可能的小。功率环路发射电磁场，将导致较差的EMI特性或较大的输出噪声;同时，若被控制环接收，很可能引起异常。另一方面，若功率环路面积较大，其等效寄生电
3、感也会增大，可能增加漏极噪声尖峰。4、关键走线因di/dt 作用，必须减小动态节点处电感，否则会产生较强的电磁场。若要减小电感，主要是要减少布线的长度，增加宽度作用较小。5、信号线对于整个控制部分，布线时应考虑将其远离功率部分。若因其他限制两者靠得较近，不应将控制线与功率线并行，否则可能导致电源工作异常、震荡。并且在走线的同时要减少过孔。另外若控制线很长，应该将来回的一对线的靠近，或将二者置于PCB的两个面上并正对着，从而减小其环路面积，避免被功率部分的电磁场干扰。我们遵循45/135折线原则，如图2说明了A、B两点间，正确与错误的信号线布线方法。7、映射对于一个回路，可以在PCB的一面进行铺
4、铜，它会根据PCB另一面的布线自动映射，使这个回路的阻抗最小。这就好像一组不同阻抗值的阻抗并联，电流会自动选择阻抗最小的路径流过一样。事实上可以在控制部分电路的一面进行连线，而在另一面对“地”节点铺铜，两个面间通过过孔连接。8、输出整流二极管选择开关电源时要注意开关电源工作频率比一般的工频频率高，通常在40KHz左右，因此其整流输出二极管不能用普通的低频二极管，因为普通低频二极管最高工作频率fm为3kHz，这样会造成压降过大，整流效率降低，二极管过热等。例如：IN4007在开关电源的输出二极管通常选择快恢复型二极管，其工作频率可到100KHz以上，提高了开关电源的转换效率，降低了损耗。例如肖特
5、基二极管，FR系列二极管等。输出整流二极管若离输出端比较近，不应将其与输出平行放置。否则二极管处产生的电磁场将穿入电源输出与外接负载形成的环路，使测得的输出噪声增大。9、地线地线的布线必须非常小心，否则可能引起EMS、EMI性能和其他性能变差。主要接地方法有以下3种单点接地：所有电路的地线接到地线平面的同一点，分为串联单点接地和并联单点接地。多点接地：所有电路的地线就近接地，地线很短适合高频接地。混合接地：将单点接地和多点接地混合使用。10.Y电容输入输出经常会接入Y电容，有时因某些原因，可能无法将其挂在输入电容地上，此时切记，一定要接在静态节点，如高压端。11.其他实际电源PCB设计时，可能
6、还要考虑其他一些问题，例如“压敏电阻应紧靠被保护电路”、“共模电感应增加放电齿”、“芯片VCC供电处应增加瓷片电容”等等。另外，是否需特殊处理，如铜箔、屏蔽等，在PCB设计阶段也是需要考虑的。有时往往会遇到多个原则相互冲突的情况，满足其中一个就满足不了其他的，这是需要工程师应用已有的经验，根据实际项目需求，确定最合适的布线了！12.总结为打造高稳定的产品，在硬件设计中需要的设计细节是很多的，本文仅是介绍硬件中的最为常见的电源设计。为使整体产品或系统拥有稳定、可靠的供电，大部分工程师会选择电源模块作为系统供电的基础。致远电子自主研发、生产的隔离电源模块已有近20年的行业积累，目前产品具有宽输入电压范围，隔离1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多个系列，封装形式多样，兼容国际标准的SIP、DIP等封装。同时致远电子为保证电源产品性能建设了行业内一流的测试实验室，配备最先进、齐全的测试设备，全系列隔离DC-DC电源通过完整的EMC测试，静电抗扰度高达4KV、浪涌抗扰度高达2KV，可应用于绝大部分复杂恶劣的工业现场，为用户提供稳定、可靠的电源隔离解决方案。