开关电源PCB布局与EMC关系

Posted 2022-03-02 bobuddy

一. 开关电源PCB设计之准备事项

1、外观结构尺寸，包括定位孔，风道流向，输入输出插座，需要与客户系统匹配，还需要与客户沟通装配上的问题，限高等。

2、安规认证，产品做哪种认证，哪些地方做到基本绝缘爬电距离要留够，哪些地方做到加强绝缘留够距离或开槽。 
 

3、封装设计：有没有特殊期间，如定制件封装准备。 
 

4、工艺路线选定：单面板双面板选择，或是多层板，根据原理图及板子尺寸，成本等综合评估。

5、客户的其他特殊要求。 

结构工艺相对会更灵活，安规还是比较固定的部分，做什么认证，过什么安规标准，当然也有一些安规是很多标准中通用的，但也有一些特殊产品比如医疗会比较严苛。

为了新入门工程师朋友们不至于眼花缭乱，这里列出了一些普遍产品通用的，下面是对于IEC60065总结出来的具体布板要求，针对安规需要牢记，碰到具体产品要会针对性处理：

1、输入保险丝焊盘制件的距离安规要求大于3.0MM，实际布板按照3.5MM（简单说保险丝前按照3.5MM爬电距离，之后按照3.0MM爬电距离）。

2、整流桥前后安规要求2.0MM，布板按照2.5MM。 
 

3、整流后安规一般不做要求，但是高低压间根据实际电压大小留距离，习惯400V高压留2.0MM以上。 
 

4、初次级间安规要求6.4MM(电气间隙），爬电距离按照7.6MM为最佳（注意：这个跟实际输入电压相关，需要查表具体计算，提供数据仅供参考，以实际场合为准） 。
 

5、初次级用冷地，热地标识清晰；L，N标识，输入AC INPUT标识，保险丝警告标识等等都需要清晰标出。

6、Y电容与漏电流，接触电流关系

二 .PCB设计之电源布局

1、首先衡量PCB尺寸与器件数量，做到疏密有致，要不然一块密，一块稀疏很难看。 
 

2、将电路模块化，以核心器件为中心，关键器件优先放的原则一次放置器件。 
 

3、器件呈垂直或水平防置，一是美观，二是方便插件作业，特殊情况可以考虑倾斜。 
 

4、布局时需要考虑到走线，摆放到最合理位置方便后续走线。 
 

5、布局时尽可能减小环路面积，四大环路后面会详解到

主功率方面的布局特点

1、输入输出端子是固定死的，不能动，板子是长方形的，主功率流向如何去选择？ 这里采用由下至上，由左及右的方式来布局，散热是依靠外壳。 

2、EMI电路还是清晰的流向，这点很重要，要不混乱了不美观也对EMC不好。 
 

3、大电容的位置尽量考虑到了PFC环路以及LLC主功率环路。 

4、副边的电流比较大，为了走电流，以及整流管散热，采用了这样的布局，整流管在上，BUCK电路MOS管在下，散热分散效果好；大功率的顶层一般走负，底层走正。 

三  . 电源PCB设计之四大环路

吸收环路（RCD吸收以及MOS管的RC吸收，整流管的RC吸收）也很重要，也是产生高频辐射的环路.

四 . 开关电源PCB设计之热点（浮动电位点）及地线

 

 

注意事项：    

1、针对热点，一定要特别注意（高频开关点），是高频辐射点，布局走线对EMC影响很大。 
 

2、热点构成的环路小，走线短，并且走线不是越粗越好，而是够走电流够用就好。 
 

3、地线要单点接地。主功率地和信号地分开，采样地单独走。 
 

4、散热器的地需要接主功率地

五 . 滤波器结构

滤波器的架构选择对滤波器的影响很重要，在不同场合，滤波器是根据阻抗匹配来达到滤波效果，大家可根据此图的原则参考选取如何滤波；比如最常用的输出整流桥后采用π型滤波以及输出端采用LC滤波器。

滤波器的材质对设计滤波电感也是至关重要，采用不同初始磁导率的材质会在不同频率段起作用，选错材质就完全失去应有的效果。

六 . 开关电源辐射的形式以及频率分布