优化PCB设计的可编程电源管理方案

文章整理：深圳龙人反向技术研究所 芯片解密 工作室   （mcuiclr）

PCB电源管理一般来说是关于给 PCB 供电所涉及到的方方面面的。一些通常涉及的问题有：

1. 选择各种DC-DC 转换器为PCB供电；

2. 电源启闭排序/跟踪；

3. 电压监测；

4. 上述全部。

在本文 龙人计算机 的介绍 中，电源管理被简单定义为：对PCB上的全部电源实施管理(包括：DC-DC转换器、LDO等)。 电源管理 包括如下功能：管理PCB上DC-DC控制器。例如，热插拔、软启动、排序、追踪、容限和规整；生成全部相关的电源状态和控制逻辑信号。对插入有源(live)基板的PCB来说，这是个重要功能；电源排序和跟踪功能用于在满足PCB上的全部器件对上电顺序要求的前提下，控制如何开/关多个电源。对所有电压进行故障(过/欠压)监测以向处理器就即将发生的电源故障进行预警。该功能也被称为“监管功能”。

PCB  PCB设计  芯片解密   电源管理

在处理器上电时，复位生成功能为处理器提供可靠的启动条件。有些处理器要求在处理器全部工作电源都稳定后，复位信号仍保留一段时间。这也被称为复位脉冲展延。复位发生器的功能是当电源发生故障时，使处理器保持在复位模式以防止板上闪存发生不希望的错误。

PCB设计 的复杂性不断增加

若单功能电源管理IC的使用曾经还可管理的话，那也都是往事旧话了。许多PCB现一般使用若干多电压器件，每个器件有不同的上电顺序。工艺节点越精微的器件需要的电压越低，但电流加大。设计师常常需要利用每个多电压电源IC的一个负载点。这样，PCB上使用的电源数将增加。随着电源电压回路的增加以及需多个排序管理，电源管理变得更复杂。

随着PCB设计变得日益复杂，传统的电源管理方案变得更难以招架。目前，利用传统单功能IC实现电源管理的设计师或不得不放弃监测某些电压或针对每一电源管理功能选用多个单功能器件。以下两种方法都不可取。

1． 加大了 PCB 印刷电路板 面积降低了可靠性

单功能IC数的增加以及随之而来的其间的互连不仅增加了PCB面积，从统计学的角度看，还降低了PCB的可靠性。例如，有可能增加组装出错概率，从而导致不可预见(肯定是不好)的结果。

2．第二供货渠道以及设计妥协

若单功能器件是从不同供应商处选购的，则增加了因哪怕只有其中一个器件不能按时到位而导致的生产延误风险。这又反过来导致对第二供货渠道的需求。但，第二渠道会降低 PCB 设计工程师的器件可用性，从而因这些拿不到手的器件迫使设计师不得已牺牲PCB的故障监控覆盖范围。

组装和测试费用与系统中所用的器件数成正比。而器件单位成本与购买批量成反比。因在一个给定系统中需要许多器件，而构造系统所需的每种器件都变少，所以增加了总体系统成本。例如，假设一个系统有10块PCB，每年将制造1,000个这样的系统。若每块PCB采用单功能IC实现电源管理，则为了完成设计大概需要10种不同的单功能IC。则这些单功能IC每年的需求量是1,000块。批量1,000时的单价当然高于批量10,000时的单价，所以，与全部PCB都采用同一种单功能电源管理IC的方案比，前一种电源管理方案的成本肯定高。

本文针对这一复杂的电源管理问题提出了一种设计方案：采用可编程、混合信号电源管理器件。设计师可对“电源管理PLD”实施标准化并在整个系统PCB上都采用该器件，从而降低了成本、增加了可靠性并加快了产品上市速度。

如何在PCB文件中加上漂亮的汉字 -龙人抄板中心

深圳龙人计算机有限公司拥有 PCB抄板 工作室、 PCB设计 工作室、 芯片解密 工作室和SMT加工厂，龙人从事PCB行业多年，拥有丰富抄板和PCB设计经验。专业提供PCB抄板/改板、PCB设计/Layout、 芯片解密/IC解密 和SMT贴片加工/样机制作服务。

下面龙人介绍 如何在PCB文件中加上漂亮的汉字 ：

第一步：安装好PROTEL99SE，运行主菜单下的“放置>汉字”

第二步：在弹出的菜单中进行相应的设置：1设置要输入的汉字，2设置汉字所在的层，3设置字体和字号大，4小选择文字为空心的还是实心的效果，5设置好以后确定，这样系统就已经记下了你的设置，以备随时调用。

抄板   PCB抄板  PCB设计   芯片解密   IC解密   PCB文件

第三步：此时再次运行主菜单下的“放置>汉字”，把鼠标停在要加汉字的地方几秒，就会出现你刚才设置好的汉字的虚影，此时点击鼠标左键会将汉字定位，点击右键则会取消此次操作。

到这里，设置的方法大至已经讲完，希望大家都能轻松的把自己的PCB作品加上漂亮的汉字。让在PCB上面不再只是高手的密技，下面是二个实际效果，一个是虚线的效果，一个是实线的效果。只是一些效果演示，层是乱设置的，只为说明原理，望各位兄台不要见怪：

IC芯片解密专家深圳龙人专业提供IC解密、芯片解密、 单片机解密 、MCU解密、IC芯片解密、 单片机芯片解密 、51单片机解密、PIC单片机解密、AVR单片机解密、PLD单片机解密、PIC单片机解密加密等业务。详情见： http://www.dmpcb.cn/services/IC/index.html  

本文关键字： 抄板公司，PCB抄板，抄板，电路板抄板

1.       PCB抄板技术的概况

PCB抄板就是通过技术手段将pcb电路板进行复制,很多人对PCB抄板不了解，其实PCB抄板的难度不是一般人能掌握的，也算是高精尖技术。PCB抄板并不全是做盗版使用的，也有很大一部分是为了开发自己的功能才需要使用反向研究。

     我们可以做个假设，mp3研究需要2年，我们看到后也开始研究需要2年（其实这种跟随性的研究需要的时间更长）那么也就是说这2年间我们只能卖国外的mp3，我们自己的mp3晚了国外4年时间而且这2年中国外mp3的市场占有率和品牌效应不是简单的时间和金钱能够换回的了，但是如果采用反向研究，我们可以很快的跟上，为了避免盗版我们可以给mp3加上新的功能如收音机等其他功能，这样我们就能在很短的时间内跟国外的一些垄断产品一起竞争了，所以PCB抄板、PCB设计、SMT加工、IC解密、样机制作并不是那么的邪恶，只是有很多人把他们用在了非法的途径。

     PCB抄板的步骤和质量也是要求非常高的，绝不是简简单单的就能完成的。

2. 抄板的七大黄金法则

第一步，拿到一块PCB，首先在纸上记录好所有元气件的型号，参数，以及位置，尤其是二极管，***管的方向，IC缺口的方向。最好用数码相机拍两张元气件位置的照片。现在的pcb电路板越做越高级上面的二极管三极管有些不注意根本看不到。

第二步，拆掉所有器件，并且将PAD孔里的锡去掉。用酒精将PCB清洗干净，然后放入扫描仪内，扫描仪扫描的时候需要稍调高一些扫描的像素，以便得到较清晰的图像。再用水纱纸将顶层和底层轻微打磨，打磨到铜膜发亮，放入扫描仪，启动PHOTOSHOP，用彩色方式将两层分别扫入。注意，PCB在扫描仪内摆放一定要横平竖直，否则扫描的图象就无法使用。

第三步，调整画布的对比度，明暗度，使有铜膜的部分和没有铜膜的部分对比强烈，然后将次图转为黑白色，检查线条是否清晰，如果不清晰，则重复本步骤。如果清晰，将图存为黑白BMP格式文件TOP.BMP和BOT.BMP，如果发现图形有问题还可以用PHOTOSHOP进行修补和修正。

第四步，将两个BMP格式的文件分别转为PROTEL格式文件，在PROTEL中调入两层，如过两层的PAD和VIA的位置基本重合，表明前几个步骤做的很好，如果有偏差，则重复第三步。所以说pcb抄板是一项极需要耐心的工作，因为一点小问题都会影响到质量和抄板后的匹配程度。 

第五步，将TOP层的BMP转化为TOP.PCB，注意要转化到SILK层，就是黄色的那层，然后你在TOP层描线就是了，并且根据第二步的图纸放置器件。画完后将SILK层删掉。不断重复知道绘制好所有的层。

第六步，在PROTEL中将TOP.PCB和BOT.PCB调入，合为一个图就OK了。

第七步，用激光打印机将TOP LAYER， BOTTOM LAYER分别打印到透明胶片上（1：1的比例），把胶片放到那块PCB上，比较一下是否有误，如果没错，你就大功告成了。

一块和原板一样的pcb抄板就诞生了，但是这只是完成了一半。还要进行测试，测试pcb抄板的电子技术性能是不是和原板一样。

本文关键字：抄板 抄板软件 电路板抄板

目前网上有很多关于抄板、PCB设计技巧的文章，大都是教人如何避免干扰，如何走地线等等，其实PCB抄板软件里面还有一个功能（龙人抄板绝世秘籍），非常有用，这就是NetClass功能。

PCB文件首次加载网络表的时候，没有对其进行分类。这个功能可以人工将无数的网络连接分门别类，比如分成power、data_bus、Address_bus、Hi_volta等类别抄板。这样分类后可以分别对不同的类别施加不同的PCB Layout布线策略。

好了，现在让我们尝试一下这个功能（以protel为例）：

首先打开一个PCB原理图；选择菜单“Design-->Classes..”跳出图1的画面。 这里我已经预先定好了几个C，其中“AllNets”是protel默认的类别，这个类别包含了所有的网络。如果定义了布线规则，默认就是针对这个类别的抄板。

现在我要为这个pcb抄板增加一个表示CPU地址总线的类别“Address_bus”，按下图1画面中的“Add”按键，在图2的画面中输选择“A0~A19”，然后选择“>”把这些网络放置到右边的子窗口中。如图3。这样就建立好了一个新的pcb网络类别。用同样的办法抄板，再建立“power”、“data_bus”等网络类别。

     好了，我们为这些网络类别分别指定布线策略吧，首先我们为电源类指定布线策略。按下图4画面中的“Add”按键抄板，增加一个策略。如图5所示，“FilterKind”选择“NetClass”,“NetClass”选择“POWER”，然后可以分别设定它的线宽等参数，你还可以为POWER类增加一个靠近限制的规则（由于我这个印刷电路板是4层板，我这个工程就不设置靠近规则了）。

CPU外部总线频率大约200MHz抄板。所以地址总线和数据总线的设计就变得至关重要。每个地址总线相互之间的长度差不能太长，否则会造成传输延迟。但是手工去测量长度差实在麻烦，这里就可以为地址总线设置一个布线规则。

在图6的布线规则窗口中抄板，选择“LengthConstraint”，弹出图7窗口，选择“ADDRESS_BUS”类，可以设置总线最大长度和最小长度抄板。图8所示窗口可以为这个NetClass设置蛇形布线规则。

设置了以上规则后抄板，无论是手动布线还是自动布线，都会简单很多。在手工布线和修整电路板的过程中，不用再考虑这些参数了，因为你犯规后，PCB抄板编辑器会给出警告。通过这样的设置抄板，你一次可以为一大把信号线设置规则，不再需要一个一个信号单独设置了。可以节约你不少的时间抄板，也可以避免你很多不该犯的低级错误。

高速精准抄板、PCB抄板、印刷电路板抄板的高招：

电子产品的轻薄小巧化发展,致使电路板的布局(PCB Layout)也越趋紧凑,3mil的线宽与线距及高频板应用已非常普遍.

 “抄板”与“防PCB抄板”正好如同坦克的“火力”与“装甲”一样, 火力追求破坏所有装甲,装甲追求阻挡所有火力,但是火力与装甲的有机结合,造就了一个陆战之王!

知道如何抄板就好防抄板,反之亦然. 知道如何防抄板就好进行抄板。

下面为大家介绍一种最方便最高效精准的抄板方法,只需要你稍有PROTEL电路基础就能轻易掌握.

抄板 PCB抄板 PCB设计 印刷电路板 电路板抄板

要准备什么?呵呵,一台普通扫描仪,你的电脑,安装一个Quickpcb2005程序,够了.

先简单介绍下流程:

1.扫描电路板图片

2.运行Quickpcb2005程序

3.在文件菜单中调入扫描的电路板图片

4.这个软件提供了测量工具和计算器,直接在扫描后有彩色图片上放置任意元素

5.抄完顶层,打开层设置菜单,关闭顶层,在文件菜单中调入底层图片

6.依次抄出其它内层

7.存出PCB文件,完成抄板

嵌入式系统开发商和ARM开发工具提供商龙人计算机提供嵌入式系统全套解决方案包括ARM解决方案、ARM开发板(ARM9开发板和ARM7开发板)、ARM工控模块、ARM教学系统、ARM教学平台、ARM实验室建设、ARM仿真器等。网址：http://www.armodm.com

以下龙人提出一些关于RAM+DSP+FPGA+DSP +RAM 四层板布线的问题

S G V S四层结构，内层G和V 如果分割成很多块特别是G分为DSP1G,DSP2G DSP1POWERG,DSP2POWERG,FPGAG,FPGAPOWERG,每类下边的地是分离一块彼此都只用一根线连，还有V层除了DSP1POWER,DSP2POWER,FPGAPOWER三小块外的多余部分都定义为地。

PCBLayout ARM开发板 ARM9 嵌入式系统 嵌入式开发

这就有问题了，当有器件要通过过孔连接G层中的某一块地时，就经常同时连接V层中定义的地，都连下来后发现G层中的分块都白分了，因为这些块不再只是通过一根线连接的而是被V层中的地通过过孔紧密地连接到一起，同样的问题也出现在上下表面将要的敷铜地，想把上下表面敷铜和V层中的多余部分定义为not net ,但我看那些比较好的板子上下面都是连接焊盘的，说明上下面的敷铜还是被定义为GND的，只不过是分块敷的，内层我看不见。

最后总结一下问题

1,电源层就是V层中多余的要怎么定义

2,上下表面如何敷铜，

3.目的是为了不破坏G层的分割

要想了解这些问题的解决办法，请进龙人计算机的网站：http://www.armodm.com

这里有很多关于嵌入式系统开发和嵌入式ARM开发板的PCB设计方面的技术文章。

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。

嵌入式 PCB设计 开关电源 ARM开发板 嵌入式开发

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

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。

嵌入式 PCB设计 开关电源 ARM开发板 嵌入式开发

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