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电源篇 -- PCB布局布线

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本帖最后由 tyw 于 2020-1-31 12:58 编辑

感谢阅读本文,在接下来很长的一段时间里,我将陆续分享项目实战经验。从电源、单片机、晶体管、驱动电路、显示电路、有线通讯、无线通信、传感器、原理图设计、PCB设计、软件设计、上位机等,给新手综合学习的平台,给老司机交流的平台。所有**来源于项目实战,属于原创。

一、设计思路

本文以BUCK降压拓扑为例进行讲解,其它拓扑结构设计思路大同小异,BUCK降压拓扑如下图:


1、功率环路尽量小。基于电磁场理论,环路越小,辐射越小,对后期EMC等认证很有帮助,同时,对模拟电路等其它电路干扰小,提高电源的稳定性;

2、模拟部分(FB反馈环路、使能、增益补偿等)靠近电源IC,同时,避免受功率环路的影响;

3、处理好地平面,模拟地单点接到功率地平面。

二、项目实战

1、原理图设计

原理图如下:

原理图设计根据datasheet的典型设计优化即可。

①、输入部分增加TVS抗浪涌,增加1nF瓷片电容给高频干扰信号提供低阻抗回路等;

②、输入部分增加防反接,可以用肖特基二极管或PMOS管,PMOS管主要针对大电流场合;

③、BST管脚,串联电阻,可以平滑SW开关波形,降低EMC;

④、输出部分增加指示灯;

⑤、如果担心输出电压过高损坏后级昂贵的模块,输出部分可以增加稳压二极管;

⑥、如果输入部分电容C7过大,避免上电瞬间充电电流过大,可以增加PTC;

⑦、为了提高抗传导干扰功能,输入部分可以增加π型滤波器,对低频干扰很有帮助;

⑧、SW管脚部分可以增加RC吸波电路,降低EMC。

2、PCB布局

PCB布局可以参考datasheet,万变不离其宗,功率环路最小,模拟器件靠近电源IC,处理好地平面。

①、先布局环路一,包含如下器件L1、C4、C5、D4。

②、再布局环路二,包含如下器件C7、U1、L1、C4、C5。

③、布局电源IC周围器件

④、布局其它器件,尽量紧凑

3、PCB布线

几个注意事项:

①、功率环路走线尽量粗,地平面尽量完整;

②、如果空间有限,没法提供完整的地平面,需要考虑地线回路,使整个功率环路最小。

③、反馈回路取样点最好取在滤波电容处,此处电压比较稳定,环路稳定,如果取在电感上,将造成功率环路不稳定,纹波增大,甚至输出电压不稳定;

④、FB走线避免走在功率环路内,避免辐射干扰,造成环路不稳定;

⑤、模拟地单点接到地平面;


三、小结

PCB布局布线需要处理好功率环路、模拟电路、地平面、FB反馈回路等,只要抓住了重点,设计起来就得心应手。

PCB布局布线涉及的知识点很多,本文只是简要的介绍了下,仅仅起到抛砖引玉的作用,日后设计过程中,需要不断的总结经验,沟通交流,以达到真正的理解,灵活运用。

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作者:刘杰,软硬件技术10年,全职提供技术开发与技术服务、生产支持等。
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沙发
lihui567| | 2020-1-31 14:35 | 只看该作者
主要的两个环路,一个开关环路,一个输出环路,还有就是输出采样点的位置

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板凳
zhou20131208| | 2020-2-3 17:36 | 只看该作者
什么是功率环路呀?是哪条

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