搞定PCB布線!資深工程師PCB布線經驗大分享
發布時間:2013-12-18 責任編輯:eliane
【導讀】對於開關電源,PCB布線毫無疑問是非常重要的一個環節。然而市麵似乎很沒有合適的書籍來闡述這一塊,今天在這和大家分享多年來在PCB布線方麵的經驗,包括原理圖的繪製、PCB封裝、布局、走線、機械,散熱和EMI考量等等,歡迎大家參與討論。

首先,你要開始這個工作,先掌握一款軟件,畫PCB的軟件很多,protel,AD,PADS,PowerPCB,Allegro等等。當然這些隻是工具,在這裏並不討論某種軟件怎麼用。
第di一yi步bu,我wo們men來lai討tao論lun怎zen麼me畫hua原yuan理li圖tu。可ke能neng很hen多duo工gong程cheng師shi覺jiao得de怎zen麼me畫hua原yuan理li圖tu不bu重zhong要yao,隻zhi要yao畫hua對dui就jiu行xing。其qi實shi不bu然ran,畫hua圖tu和he編bian程cheng一yi樣yang,一yi個ge是shi要yao正zheng確que,二er是shi要yao有you可ke讀du性xing,邏luo輯ji分fen明ming。要yao是shi一yi張zhang原yuan理li圖tu,n久之後連你自己都看不懂,那肯定不是好原理圖。
對於電源原理圖,要做到邏輯分明並不難。
1、首shou先xian要yao把ba功gong率lv電dian路lu和he控kong製zhi電dian路lu區qu分fen開kai來lai。如ru果guo你ni是shi簡jian單dan電dian路lu,可ke以yi放fang在zai一yi張zhang原yuan理li圖tu裏li。比bi如ru上shang麵mian為wei功gong率lv電dian路lu,下xia麵mian為wei控kong製zhi電dian路lu。並bing且qie將jiang初chu次ci級ji分fen割ge明ming顯xian。如ru果guo你ni是shi複fu雜za電dian路lu,可ke以yi采cai用yong多duo張zhang原yuan理li圖tu,比bi如ruPFC一頁,DCDC一頁,PFC控製電路一頁,DCDC控製電路一頁,還有各種保護也單獨一頁。
2、每個功能模塊,都應該有簡短的文字說明。
3、盡量少用交叉,但又不連接的連線。過多的交叉線,會導致看不清楚,而且有可能會誤連接。
4、合理利用網絡名,原理圖中每一個節點都有一個獨一無二的netname,所以對一些無法用連線連接的節點,可以用net來連接,但是net的名字應該取得比較形象,容易讀懂。對於跨頁的連接,應該采用全局的網絡名。
在畫原理圖的時候,還需要養成一些小的良好習慣,比如:
1、一些在布板的時候需要彼此靠近的器件,在原理圖中最好也畫在一起。
2、在第一次研發的時候,應該預留一些調試的器件位置,有利於增加器件。
3、善於利用0歐姆電阻,0歐姆電阻可以將一個net分成二個net,有利於布線。
在你布比較複雜的電路的時候,會發現有時候很多走線是一個net的,但是又不能混在一起。比如功率地,信號地。那麼在布線的時候,為了能自動互相避讓,可以將其分成兩個net。
[page]
原(yuan)理(li)圖(tu)是(shi)一(yi)個(ge)項(xiang)目(mu)的(de)開(kai)始(shi),也(ye)是(shi)最(zui)為(wei)關(guan)鍵(jian)的(de)一(yi)環(huan)。所(suo)以(yi)在(zai)畫(hua)原(yuan)理(li)圖(tu)的(de)時(shi)候(hou),應(ying)該(gai)仔(zai)細(xi)審(shen)查(zha),任(ren)何(he)一(yi)個(ge)細(xi)微(wei)錯(cuo)誤(wu),都(dou)會(hui)導(dao)致(zhi)將(jiang)來(lai)花(hua)大(da)力(li)氣(qi)來(lai)彌(mi)補(bu)。原(yuan)理(li)圖(tu)一(yi)旦(dan)完(wan)成(cheng),就(jiu)該(gai)進(jin)行(xing)編(bian)號(hao),同(tong)時(shi)每(mei)一(yi)次(ci)修(xiu)改(gai),都(dou)應(ying)該(gai)另(ling)存(cun),不(bu)要(yao)隨(sui)意(yi)覆(fu)蓋(gai)舊(jiu)文(wen)件(jian),避(bi)免(mian)出(chu)錯(cuo)後(hou)找(zhao)不(bu)到(dao)原(yuan)來(lai)的(de)文(wen)件(jian)。
如果原理圖準備完畢,就要開始準備每一個所用器件的PCB封裝。在大公司裏,通常PCB封feng裝zhuang有you嚴yan格ge的de規gui範fan,或huo許xu有you專zhuan人ren製zhi作zuo,那na麼me電dian源yuan工gong程cheng師shi就jiu省sheng去qu了le這zhe個ge麻ma煩fan。但dan是shi在zai一yi些xie小xiao公gong司si裏li,封feng裝zhuang還hai得de工gong程cheng師shi自zi己ji來lai畫hua,那na麼me要yao注zhu意yi些xie什shen麼me呢ne?
1、封裝的腳位必須和原理圖腳位一一對應,比如電解電容,如果腳位對錯,那可糟糕了。
2、要了解生產工藝對封裝的要求,通常生產線會積累一些經驗,比如封裝焊盤duoda,shengchanxiaolvbijiaogao,namegongchengshizaizuofengzhuangdeshihouyaoshixianlejiezhexieguifan,jinliangqianjiuchanxianbiaozhun。zheyangshengchanxiaolvcainengtigao。qici,butongdehanjiegongyi,birushibofenghan,haishihuiliuhan,douhuiduihanpanyoubutongdeyaoqiu。
3、對於一些對稱的封裝,一定要注意標記,比如標記1腳,避免裝反。對於定製的器件,最好搞成不對稱,可防反。
zhelijugejiandandelizi,birutiepiandianzu,yaofangzaidiceng。youkenengcaiyonghuiliuhan,yeyoukenenghechajianyiqiguobofenghan。ruguoyongbofenghan,namehanpanyaoshidangdedayudianzudehanjiao,zheyangcaiyouliguashangxi。
如果開始布局了,首先要考量的就是器件的總體擺放。
1、要考量功率電路的走向,功率電路是占了PCB大部分的區域,那麼這部分電路的走向就非常重要了。通常對於功率比較大的電路,走向有以下幾種。
直線型:輸入在一邊,輸出在另外一邊。
回字型:輸入和輸出在同一邊,繞個彎回來。
蛇形:繞好幾個彎
多塊板子,比如有AB兩塊板子,中間用飛線連接(注意飛線上要走直流電流,減少EMI)。當然還有其他的一些,總的來說,功率走向要清晰,不能胡亂交叉。

對於大致的功率走向確定之後,要來分別細化各個功率電路的走向,首先看EMI的濾波器的布局。
EMI濾波有個大概的原則,就是輸入和輸出盡量遠離。如果輸入和輸出很靠近,那麼輸入輸出之間的耦合電容,會導致高頻濾波效果變差。
濾波器走向如下:

那麼再來看一下一個簡單的反激電路:

如果從結構,散熱的角度來考慮的話,要注意一些細節:
●板子的重量盡量均衡,不要把重物器件都集中在某一區域;
●熱源器件也不要都聚集在一塊,不然互相提高溫升;
●對熱敏感的器件,比如電解電容,不要靠近熱源,或者熱源的下風口;
●對於風冷的電源,要注意風道的暢通,發熱器器件盡量處於下風口,對熱敏感器件處於上風口;
●對於容易破裂的器件,比如陶瓷電容,不要放在PCB容易彎曲的地方,比如定位孔附近;
●除此之外,還有一個重要的環節,就是要事先了解安規,要知道你設計的產品,將來要過哪個地區的哪些安規。
要(yao)事(shi)先(xian)考(kao)慮(lv)好(hao),各(ge)個(ge)爬(pa)電(dian)距(ju)離(li),電(dian)氣(qi)間(jian)隙(xi)的(de)要(yao)求(qiu)。事(shi)實(shi)上(shang)安(an)規(gui)的(de)細(xi)節(jie)要(yao)求(qiu)是(shi)非(fei)常(chang)多(duo)的(de),對(dui)於(yu)研(yan)發(fa)工(gong)程(cheng)師(shi)來(lai)說(shuo),一(yi)開(kai)始(shi)就(jiu)要(yao)和(he)安(an)規(gui)工(gong)程(cheng)師(shi)做(zuo)好(hao)溝(gou)通(tong),了(le)解(jie)一(yi)些(xie)細(xi)節(jie)。
最主要的一些細節,大致有這些,
●保險絲前的火線和零線的距離。
●初級,次級,大地之間的距離。
●兩個不同電位點之間的距離。
關(guan)於(yu)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)的(de)布(bu)局(ju),通(tong)常(chang)複(fu)雜(za)點(dian)的(de)電(dian)源(yuan),控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)分(fen)為(wei)控(kong)製(zhi)部(bu)份(fen),和(he)驅(qu)動(dong)部(bu)份(fen)。而(er)驅(qu)動(dong)部(bu)份(fen)介(jie)於(yu)功(gong)率(lv)電(dian)路(lu)和(he)信(xin)號(hao)電(dian)路(lu)之(zhi)間(jian),是(shi)一(yi)定(ding)的(de)幹(gan)擾(rao)源(yuan),而(er)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)要(yao)比(bi)信(xin)號(hao)電(dian)路(lu)強(qiang)。
簡單一點的電路,控製和驅動是集成在一塊的,那麼需要注意的是:
1、控製電路的布局,應該盡量遠離功率電路,不宜和功率電路混在一起。特別需要避開dv/dt大的節點,di/dt大的環路。
2、布局應該以IC為中心,優先布局震蕩電容,去耦電容等電容器件。因為容性器件起到濾除高頻噪音的功能,為了減少寄生電感,要和IC的引腳盡量近。
3、驅動電路必須靠近MOS,這樣驅動電路的環路才會比較小,一個減少幹擾,二減少驅動線上的寄生電感。
當(dang)布(bu)局(ju)初(chu)步(bu)完(wan)成(cheng)之(zhi)後(hou),就(jiu)要(yao)切(qie)入(ru)我(wo)們(men)討(tao)論(lun)的(de)重(zhong)點(dian),如(ru)何(he)布(bu)線(xian)。對(dui)於(yu)電(dian)源(yuan)來(lai)說(shuo)布(bu)線(xian)並(bing)非(fei)簡(jian)單(dan)的(de)連(lian)連(lian)起(qi)來(lai)這(zhe)麼(me)簡(jian)單(dan),有(you)諸(zhu)多(duo)的(de)細(xi)節(jie)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)。
首先,在布線之間,你要了解合作的PCB廠家的工藝水平。比如你采用1盎司的銅厚,通常的廠家能做的最小線寬和最小間距大概在5mil左右,如果你設計的太小,會導致工藝做不到。
同樣銅厚越厚,最小線寬和間距就會越大。通常2盎司,會要求7mil以上,3盎司會要求8mil以上。當然這些都是要看各個PCB廠家的工藝水平。所以在設置布線規則之前,要先了解這些。
[page]
接下來,應該知道多大的電流需要多寬的銅皮。也就是所謂的走線的電流密度,這個沒有唯一的標準,完全受銅線的溫升限製。
對於PCBzouxian,wufeishitongpieryi,suoyibudandanzouxianjuyoudianzu,huifare,huiyouyajiang。zaigaopinkaiguandianyuanlimian,zouxiandailaidelingwaiyigejishengcanshukenenghuigengzhideguanzhu,najiushijishengdiangan。meiyigenzouxiandouhuidailaihuodahuoxiaodejishengdiangan。zhexiediangan,dailaizhendang,zaoyin。
我們來看一下,三個電容的布線,討論一下PCB走線對電容性能的影響。

zuobianzhegene,youliyugaopinzaoyindexishou,zhongjianzhegetongpidianzuzuixiao,sunhaojiaoxiao。youbianzhegefeichangdebuheli,yinweibazouxiandianganchuanruledianrong,dianrongdegaopinxishounenglijianruo。
在zai布bu線xian的de時shi候hou盡jin量liang避bi免mian出chu現xian銳rui角jiao,這zhe個ge規gui則ze主zhu要yao是shi高gao頻pin電dian路lu的de布bu線xian規gui則ze。因yin為wei在zai銳rui角jiao處chu一yi是shi出chu現xian阻zu抗kang變bian化hua,而er是shi銳rui角jiao的de電dian荷he密mi度du比bi較jiao大da,是shi幹gan擾rao相xiang對dui比bi較jiao大da的de地di方fang。雖sui然ran這zhe個ge規gui則ze在zai電dian源yuan設she計ji中zhong沒mei有you高gao頻pin電dian路lu這zhe麼me重zhong要yao,但dan是shi也ye當dang盡jin量liang避bi免mian。
相關閱讀:
PCB布局該這麼做!150W LED驅動電源拆解學習
http://wap.0-fzl.cn/power-art/80021947
搞定EMC的兩大關鍵:元器件選型和PCB設計
http://wap.0-fzl.cn/emc-art/80021879
工程師經驗談:如何做好PCB的EMC設計?
http://wap.0-fzl.cn/emc-art/80021903
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
- 通過直接、準確、自動測量超低範圍的氯殘留來推動反滲透膜保護
- 從技術研發到規模量產:恩智浦第三代成像雷達平台,賦能下一代自動駕駛!
- 從機械執行到智能互動:移遠Q-Robotbox助力具身智能加速落地
- 品英Pickering將亮相2026航空電子國際論壇,展示航電與電池測試前沿方案
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
按鈕開關
白色家電
保護器件
保險絲管
北鬥定位
北高智
貝能科技
背板連接器
背光器件
編碼器型號
便攜產品
便攜醫療
變容二極管
變壓器
檳城電子
並網
撥動開關
玻璃釉電容
剝線機
薄膜電容
薄膜電阻
薄膜開關
捕魚器
步進電機
測力傳感器
測試測量
測試設備
拆解
場效應管
超霸科技




