制作印刷电路板
所有开关电源设计的重要步骤是印刷电路板(PCB)线路设计。如果这部分设计不当，PCB它还会使电源工作不稳定，发射过多的电磁干扰(EMI)。设计师的作用是在理解电路工作过程的基础上保证PCB设计合理。
在开关电源中，有些信号富含高频分量，所以任何一个PCB引线可能成为天线。导线的长度和宽度影响其电阻和电感，进而影响其频率响应。即使是传输直流信号的引线也会从相邻的引线引入RF(射频)信号导致电路故障或再次辐射干扰信号。所有传输交流信号的引线应尽可能短和宽。这意味着任何连接多个功率线的功率器件都应尽可能靠近，以减少连接长度。引线的长度直接与其电感量和电阻量成比例，其宽度与电感量和电阻量成反比。引线长度决定了其响应信号的波长。引线越长，接收和传输的干扰信号频率越低，接收到的干扰信号频率越低RF(射频)能量越大。
主电流环路
每个开关电源内有四个电流环路，每个环路应与其他环路分开。因为它们是对的PCB以下是布局的重要性：
1.电源开关管交流电流环路。2.输出整流器交流电流环路。3.输入电源电流环路。4.输出负载电流环路。
图1 a、b、c主开关电源拓扑环路画出三种。
图1：在主要开关电源拓扑中主要的电流环路a)无隔离Buck电路；b)无隔离Boost电路；c)变压器隔离变换器
输入电源和负载电流环路通常没有问题。这两个环路主要在直流电流上叠加一些小的交流电流重量。它们通常有特殊的滤波器来防止交流噪声进入周围电路。输入输出电流环路的连接位置只能是相应的输入 输出电容的接线端。输入电容器通过近似直流电流充电，但不能提供开关电源所需的脉冲电流。输入电容器主要用于高频能量存储器。类似地，输出滤波器电容器存储输出整流器的高频能量，使输出负载环能够直流吸收能量。因此，放置输入输出滤波电容接线端非常重要。如果输入或输出环与功率开关或整流环的连接没有直接连接到电容器的两端，交流能量将从输入或输出滤波器电容器流出，并通过输入和输出电流环逃逸到外部环境。
电源开关和整流器的交流电流环路非常高PWM开关电源的典型梯形电流波形。这些波形包含谐波，延伸到远高于基本开关频率。这些交流电流的峰值可能是直流电流连续输入或输出的2~5倍。典型的转换时间约为50ns，因此，这两个环最有可能产生电磁干扰(EMI)。
在电源PCB在生产过程中，这些交流电流环路的布线应在其他导线之前布置。每个环路由滤波器电容器、功率开关管或整流器、电感器或变压器三个主要设备组成。它们应该尽可能靠近。这些设备的方向也应确定，以便它们之间的电流通路尽可能短。图2是关于Buck(或降压)变换器功率部分布局的好例子。
图2:理想Buck电路布置方案
这些电流环的布线也会影响变换器的效率测量。如果这些导线上的电压降相对较大，则变换器的效率相对较低，因为其工作时的电压降低（因此电流应增加）。然而，如果使用数字电压表(DVM)或者仪器测量效率，输入电压端测量的值大于其实际值，从而得出错误较大的值Ⅵ乘积结果。
开关电源内部接地
电源地代表上述电流环下的支路。作为电路的共同电位参考点，电源地在电路中起着非常重要的作用，因此在布局中起着非常重要的作用PCB在安排电源时，要非常小心。混淆这些土地会导致电源工作不稳定。
此外，还应考虑连接控制集成电路和相关无源设备的地方，即控制地。这个地方很敏感，所以在放置之前要布置好其他交流电流环路。通过一些特定的点将控制点与其他地地方。一般来说，这个连接点是产生控制的IC所有设备的公共连接点都需要检测小电压。它包括电流变换器电流检测电阻的公共接点和输出电阻分压器的下端。其目的是减少检测部件与电压误差或电流放大器敏感输入端之间的连接。如果控制接收到其他位置，主电路产生的噪声将添加到控制信号中，影响控制IC正常工作。
主要变换拓扑的地线安排见图3。
图3 拓扑底线安排的主要变化
a)无隔离DC-DC变换器；b)无隔离变压器耦合变换器；c)隔离变压器耦合变换器
条大电流的地线要短而宽。作为一般的规则，除控制地外，输入滤波电容的公共端应作为其他交流电流地的唯一接点。
交流电压节点
每个开关电源中都有一个交流电压最大的节点，这个节点就是功率开关漏极(或集电极)。无隔离DC-DC变换器中，这个节点与电感和续流二极管相连。变压器隔离拓扑中，变压器有多少个绕组，就有多少个交流节点。但从电气上看，它们代表同一个节点，只是经变压器映射成这么多节点。对每一个交流节点都要单独进行仔细考虑。
交流节点会引起特有的问题，交流电压在发射EMI的同时，很容易通过电容方式耦合到不同层上邻近的引线上。更为不利的是，这部分引线要作为功率开关管和整流器的散热部分，特别是在表面贴装的电源中。从电气上考虑，要求这些引线越窄越好，但从热方面考虑，要越宽越好。表面贴片设计中，比较好的折中方法是：让PCB顶层和底层一样，将它们通过一些过孔(或通孔)连接，见图4。
图4：增强PCB表面散热能力和减小容性耦合到其他PCB引线上去的比较好的布线方法
这种方法可以使散热体积和表面面积增大两倍多，并大大减小与其他引线之间的容性耦合。使用过孔时，其他的信号和地要与这些高压引线和它的散热部分隔开。离线式变换器中，大地的地会通过散热器(用绝缘体与漏极隔开)从这些节点获取能量，并通过交流电源插头从产品中流走。
滤波电容的并联
为了减小滤波电容的等效串联电阻(ESR)，经常用多个电容并联。同时，这样也可以把纹波电流分摊到每个电容上，使每个电容工作在额定的纹波电流下。要把纹波电流平均分布，就要使每个电容与纹波电流源的引线阻抗一样。这就意味着整流器或功率开关管与每个电容端的连线长度和宽度都要一样。
图5a所示的是把电容排成一行，依次把它们连接起来的方法，使靠近功率开关管或整流器的电容分到的纹波电流远多于相距较远的电容分到的纹波电流，这会缩短距离较近的电容的寿命。图5b所示的并联电容的连接方法就比较合理。
图5：并联电容的布置a)并联电容不合理的布置方法；b)并联电容比较理想的布置方法
设计者要尽量在环路的两边，让电容从纹波电流源开始呈“放射性对称布置”。
开关电源PCB制作的最佳方法
开关电源布置的最佳方法与它的电气设计类似。最佳设计流程如下：
1、放置变压器或电感；2、布置功率开关管电流环路；3、布置输出整流器电流环路；4、把控制电路与交流功率电路连接；5、布置输入环路和输入滤波器；6、布置输出负载环路和输出滤波器。
有个比较好的规则是把PCB尽可能敷铜，也就是要使PCB没有大的空白区域。为了把空白区域填满，可以把地线和电源线加粗。这样做有两个好处：
第一，改善变换器散热条件；第二，大面积的铜可以捕获射频能量，并通过涡流方式很好地消耗掉。
当然，电源通常是安排到最后来放置的，所以放置的空间很小，位置也不理想，所以没有必要严格地按上面的流程设计PCB，每位设计者应在掌握电气面的重要部分的基础上，做出自己最好的设计。
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