開(kāi)關(guān)電源,PCB

PCB概述

PCB（ Printed Circuit Board），中文名稱(chēng)為印制電路板，又稱(chēng)印刷線(xiàn)路板，是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣連接的載體。由于它是采用電子印刷術(shù)制作的，故被稱(chēng)為“印刷”電路板。

PCB的作用與發(fā)展

（一）作用

電子設備采用印制板后，由于同類(lèi)印制板的一致性，從而避免了人工接線(xiàn)的差錯，并可實(shí)現電子元器件自動(dòng)插裝或貼裝、自動(dòng)焊錫、自動(dòng)檢測，保證了電子設備的質(zhì)量，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低了成本，并便于維修。

（二）發(fā)展

印制板從單層發(fā)展到雙面、多層和撓性，并且仍舊保持著(zhù)各自的發(fā)展趨勢。由于不斷地向高精度、高密度和高可靠性方向發(fā)展，不斷縮小體積、減少成本、提高性能，使得印制板在未來(lái)電子設備的發(fā)展工程中，仍然保持著(zhù)強大的生命力。

綜述國內外對未來(lái)印制板生產(chǎn)制造技術(shù)發(fā)展動(dòng)向的論述基本是一致的，即向高密度，高精度，細孔徑，細導線(xiàn)，細間距，高可靠，多層化，高速傳輸，輕量，薄型方向發(fā)展，在生產(chǎn)上同時(shí)向提高生產(chǎn)率，降低成本，減少污染，適應多品種、小批量生產(chǎn)方向發(fā)展。印制電路的技術(shù)發(fā)展水平，一般以印制板上的線(xiàn)寬，孔徑，板厚/孔徑比值為代表.

開(kāi)關(guān)電源PCB的設計詳解

（一）從原理圖到PCB的設計流程

建立元件參數—>輸入原理網(wǎng)表—>設計參數設置—>手工布局—>手工布線(xiàn)—>驗證設計—>復查—>CAM輸出。

（二）參數設置

相鄰導線(xiàn)間距必須能滿(mǎn)足電氣安全要求，而且為了便于操作和生產(chǎn)，間距也應盡量寬些。最小間距至少要能適合承受的電壓，在布線(xiàn)密度較低時(shí)，信號線(xiàn)的間距可適當地加大，對高、低電平懸殊的信號線(xiàn)應盡可能地短且加大間距，一般情況下將走線(xiàn)間距設為8mil。

焊盤(pán)內孔邊緣到印制板邊的距離要大于1mm，這樣可以避免加工時(shí)導致焊盤(pán)缺損。當與焊盤(pán)連接的走線(xiàn)較細時(shí)，要將焊盤(pán)與走線(xiàn)之間的連接設計成水滴狀，這樣的好處是焊盤(pán)不容易起皮，而是走線(xiàn)與焊盤(pán)不易斷開(kāi)。

（三）元器件布局

實(shí)踐證明，即使電路原理圖設計正確，印制電路板設計不當，也會(huì )對電子設備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如，如果印制板兩條細平行線(xiàn)靠得很近，則會(huì )形成信號波形的延遲，在傳輸線(xiàn)的終端形成反射噪聲；由于電源、地線(xiàn)的考慮不周到而引起的干擾，會(huì )使產(chǎn)品的性能下降，因此，在設計印制電路板的時(shí)候，應注意采用正確的方法。每一個(gè)開(kāi)關(guān)電源都有四個(gè)電流回路：

1、電源開(kāi)關(guān)交流回路

2、輸出整流交流回路

3、輸入信號源電流回路

4、輸出負載電流回路輸入回路

通過(guò)一個(gè)近似直流的電流對輸入電容充電，濾波電容主要起到一個(gè)寬帶儲能作用；類(lèi)似地，輸出濾波電容也用來(lái)儲存來(lái)自輸出整流器的高頻能量，同時(shí)消除輸出負載回路的直流能量。

所以，輸入和輸出濾波電容的接線(xiàn)端十分重要，輸入及輸出電流回路應分別只從濾波電容的接線(xiàn)端連接到電源；如果在輸入/輸出回路和電源開(kāi)關(guān)/整流回路之間的連接無(wú)法與電容的接線(xiàn)端直接相連，交流能量將由輸入或輸出濾波電容并輻射到環(huán)境中去。

建立開(kāi)關(guān)電源布局的最好方法與其電氣設計相似，最佳設計流程如下：

1.放置變壓器

2.設計電源開(kāi)關(guān)電流回路

3.設計輸出整流器電流回路

4.連接到交流電源電路的控制電路

設計輸入電流源回路和輸入濾波器 設計輸出負載回路和輸出濾波器根據電路的功能單元，對電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：

1、首先要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過(guò)大時(shí)，印制線(xiàn)條長(cháng)，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；過(guò)小則散熱不好，且鄰近線(xiàn)條易受干擾。電路板的最佳形狀為矩形，長(cháng)寬比為3：2或4：3，位于電路板邊緣的元器件，離電路板邊緣一般不小于2mm。

2、放置器件時(shí)要考慮以后的焊接，不要太密集

3、以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應均勻、 整齊、緊湊地排列在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線(xiàn)和連接， 去耦電容盡量靠近器件的VCC。

4、在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數。一般電路應盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀(guān)，而且裝焊容易，易于批量生產(chǎn)。

5、按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。

6、布局的首要原則是保證布線(xiàn)的布通率，移動(dòng)器件時(shí)注意飛線(xiàn)的連接，把有連線(xiàn)關(guān)系的器件放在一起。

7、盡可能地減小環(huán)路面積，以抑制開(kāi)關(guān)電源的輻射干擾。

（四）布線(xiàn)

開(kāi)關(guān)電源中包含有高頻信號，PCB上任何印制線(xiàn)都可以起到天線(xiàn)的作用，印制線(xiàn)的長(cháng)度和寬度會(huì )影響其阻抗和感抗，從而影響頻率響應。即使是通過(guò)直流信號的印制線(xiàn)也會(huì )從鄰近的印制線(xiàn)耦合到射頻信號并造成電路問(wèn)題（甚至再次輻射出干擾信號）。因此應將所有通過(guò)交流電流的印制線(xiàn)設計得盡可能短而寬，這意味著(zhù)必須將所有連接到印制線(xiàn)和連接到其他電源線(xiàn)的元器件放置得很近。

（五）檢查

布線(xiàn)設計完成后，需認真檢查布線(xiàn)設計是否符合設計者所制定的規則，同時(shí)也需確認所制定的規則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求，一般檢查線(xiàn)與線(xiàn)、線(xiàn)與元件焊盤(pán)、線(xiàn)與貫通孔、元件焊盤(pán)與貫通孔、貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。電源線(xiàn)和地線(xiàn)的寬度是否合適，在PCB中是否還有能讓地線(xiàn)加寬的地方。注意：有些錯誤可以忽略，例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外，檢查間距時(shí)會(huì )出錯；另外每次修改過(guò)走線(xiàn)和過(guò)孔之后，都要重新覆銅一次。

（六）設計輸出

輸出光繪文件的注意事項：

1、需要輸出的層有布線(xiàn)層（底層）、絲印層（包括頂層絲印、底層絲?。?、阻焊層（底層阻焊）、鉆孔層（底層），另外還要生成鉆孔文件（NC Drill）

2、設置絲印層的Layer時(shí)，不要選擇Part Type，選擇頂層（底層）和絲印層的Outline、Text、Line

3、在設置每層的Layer時(shí)，將Board Outline選上，設置絲印層的Layer時(shí)，不要選擇Part Type，選擇頂層（底層）和絲印層的Outline、Text、Lin

PCB的分類(lèi)

根據電路層數分類(lèi)：分為單面板、雙面板和多層板。常見(jiàn)的多層板一般為4層板或6層板，復雜的多層板可達幾十層。

PCB板有以下三種主要的劃分類(lèi)型：

（一）單面板

單面板（Single-Sided Boards） 在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，導線(xiàn)則集中在另一面上（有貼片元件時(shí)和導線(xiàn)為同一面，插件器件再另一面）。因為導線(xiàn)只出現在其中一面，所以這種PCB叫作單面板（Single-sided）。因為單面板在設計線(xiàn)路上有許多嚴格的限制（因為只有一面，布線(xiàn)間不能交叉而必須繞獨自的路徑），所以只有早期的電路才使用這類(lèi)的板子。

（二）雙面板

雙面板（Double-Sided Boards） 這種電路板的兩面都有布線(xiàn)，不過(guò)要用上兩面的導線(xiàn)，必須要在兩面間有適當的電路連接才行。這種電路間的“橋梁”叫做導孔（via）。導孔是在PCB上，充滿(mǎn)或涂上金屬的小洞，它可以與兩面的導線(xiàn)相連接。因為雙面板的面積比單面板大了一倍，雙面板解決了單面板中因為布線(xiàn)交錯的難點(diǎn)（可以通過(guò)孔導通到另一面），它更適合用在比單面板更復雜的電路上。

（三）多層板

多層板（Multi-Layer Boards） 為了增加可以布線(xiàn)的面積，多層板用上了更多單或雙面的布線(xiàn)板。用一塊雙面作內層、二塊單面作外層或二塊雙面作內層、二塊單面作外層的印刷線(xiàn)路板，通過(guò)定位系統及絕緣粘結材料交替在一起且導電圖形按設計要求進(jìn)行互連的印刷線(xiàn)路板就成為四層、六層印刷電路板了，也稱(chēng)為多層印刷線(xiàn)路板。

板子的層數并不代表有幾層獨立的布線(xiàn)層，在特殊情況下會(huì )加入空層來(lái)控制板厚，通常層數都是偶數，并且包含最外側的兩層。大部分的主機板都是4到8層的結構，不過(guò)技術(shù)上理論可以做到近100層的PCB板。

大型的超級計算機大多使用相當多層的主機板，不過(guò)因為這類(lèi)計算機已經(jīng)可以用許多普通計算機的集群代替，超多層板已經(jīng)漸漸不被使用了。因為PCB中的各層都緊密的結合，一般不太容易看出實(shí)際數目，不過(guò)如果仔細觀(guān)察主機板，還是可以看出來(lái)。

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