嵌入式开关电源的PCB设计——龙人嵌入式系统开发

嵌入式开关电源的PCB设计——龙人嵌入式系统开发

在任何开关电源的PCB设计中，PCB板的物理设计都是最后一个环节，如果设计方法不当，PCB可能会辐射过多的电磁干扰，造成电源工作不稳定。作为PCB设计者，必须理解电路的物理工作原理，设计出高质量的PCB。

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嵌入式开关电源中包含有高频信号，PCB印刷电路板上任何印制线都可以起到天线的作用，印制线的长度和宽度会影响其阻抗和感抗，从而影响频率响应。即使是通过直流信号的印制线也会从邻近的印制线耦合到射频信号并造成电路问题(甚至再次辐射出干扰信号)。因此应将所有通过交流电流的印制线设计得尽可能短而宽，这意味着必须将所有连接到印制线和连接到其他电源线的元器件放置得很近。印制线的长度与其表现出的电感量和阻抗成正比，而宽度则与印制线的电感量和阻抗成反比。长度反映出印制线响应的波长，长度越长，印制线能发送和接收电磁波的频率越低，它就能辐射出更多的射频能量。

为电源开关或同步整流功能的设计选择合适的MOSFET也能有助于减少电磁干扰，当MOSFET器件断电时，低的C▼oss▼(象FDS6690A)能减少尖峰脉冲的干扰。

主要的电流回路——嵌入式开发和嵌入式ARM开发板的PCB设计

每一个开关电源都有四个电流回路(图1)，回路之间保持相对独立，在一个良好布局的PCB，其重要性顺序如下：

电源开关交流回路

输出整流交流回路

输入信号源电流回路

  输出负载电流回路

接地很重要 ——嵌入式开发和嵌入式ARM开发板的PCB设计

PCB设计者要确保每一个大电流的接地端采用尽量短而宽的印制线，通常，滤波电容的公共端应是其它的接地点耦合到大电流的交流地的唯一连接点。

高电压交流节点 ——嵌入式开发和嵌入式ARM开发板的PCB设计

每一个开关电源内有一个节点，与其它节点相比，它的交流电压最高，这一节点是出现在电源开关管漏极(或集电极)的交流节点。在非隔离的DC/DC变换器中，这一节点也可连接到电感及接到(或输出到)整流器；在隔离变压器的结构中，这一节点与变压器的线圈分开。它在电性能上仍表现为公共节点，但仅通过变压器反映，每一个要分别进行设计。

并联滤波电容 ——嵌入式开发和嵌入式ARM开发板的PCB设计

电容经常并联使用以减少滤波电容的并联等效串联电阻(ESR)，这一做法也使每一个电容能分流一部分波纹电流，以使每一个电容都能在其波纹电流的规范内正常工作。只有当电容间的印制线阻抗及每个波纹电流源相同时，才会“平均分流”波纹电流，这就要求在整流器或电源开关管之间电容间的印制线必须等长且等宽。

深圳龙人计算机有限公司拥有嵌入式产品事业部，PCB设计工作室，反向技术研究所和SMT加工厂等。嵌入式产品事业部在为公司提供嵌入式ARM解决方案和OEM/ODM研发服务的同时提供ARM开发板(ARM9开发板和ARM7开发板)、ARM9核心板、ARM9学习板、ARM工控板及ARM教学实验系统等嵌入式产品。网址：http://www.armodm.com

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