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PCB设计指南:安规、布局
布线、EMC、热设计、工艺
Part1
安规距离要求部分
包括电气间隙(空间距离),爬电距离(沿面距离)和绝缘穿透
距离。
1、电气间隙:两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿空
气测量的最短距离。
2、爬电距离:两相邻导体或一个导体与相邻电机壳表面的沿绝
绝缘表面测量的最短距离。
一、爬电距离和电气间隙距离要求:
1、爬电距离:输入电压50V-250V时,保险丝前L—N≥2.5mm,
输入电压250V-500V时,保险丝前L—N≥5.0mm;电气间隙:输入电
压50V-250V时,保险丝前L—N≥1.7mm,输入电压250V-500V时,
保险丝前L—N≥3.0mm;保险丝之后可不做要求,但尽量保持一定距
离以避免短路损坏电源;
2、一次侧交流对直流部分≥2.0mm;
3、一次侧直流地对地≥4.0mm如一次侧地对大地;
4、一次侧对二次侧≥6.4mm,如光耦、Y电容等元器零件脚间距
≤6.4mm要开槽;
5、变压器两级间≥6.4mm以上,≥8mm加强绝缘。
Part2
抗干扰、EMC部分
一、长线路抗干扰
在图二中,PCB布局时,驱动电阻R3应靠近Q1(MOS管),电
流取样电阻R4、C2应靠近IC1的第4Pin,如图一所说的R应尽量靠
近运算放大器缩短高阻抗线路。因运算放大器输入端阻抗很高,易受
干扰。输出端阻抗较低,不易受干扰。一条长线相当于一根接收天线,
容易引入外界干扰。
在图三的A中排版时,R1、R2要靠近三极管Q1放置,因Q1的
输入阻抗很高,基极线路过长,易受干扰,则R1、R2不能远离Q1。
在图三的B中排版时,C2要靠近D2,因为Q2三极管输入阻抗很
高,如Q2至D2的线路太长,易受干扰,C2应移至D2附近。
二、小信号走线尽量远离大电流走线,忌平行,D=2.0mm。
三、小信号线处理:电路板布线尽量集中,减少布板面积提高抗
干扰能力。
四、一个电流回路走线尽可能减少包围面积。
如:电流取样信号线和来自光耦的信号线
五、光电耦合器件,易于干扰,应远离强电场、强磁场器件,如
大电流走线、变压器、高电位脉动器件等。
六、多个IC等供电,Vcc、地线注意。
串联多点接地,相互干扰
七、噪声要求
1、尽量缩小由高频脉冲电流所包围的面积,如下(图一、图二)
一般的布板方式:
2、滤波电容尽量贴近开关管或整流二极管如上图二,C1尽量靠
近Q1,C3靠近D1等。
3、脉冲电流流过的区域远离输入、输出端子,使噪声源和输入、
输出口分离。
图三:MOS管、变压器离入口太近,电磁的辐射能量直接作用于
输入端,因此,EMI测试不通过。
图四:MOS管、变压器远离入口,电与磁的辐射能量距输入端距
离加大,不能直接作用于输入端,因此EMI传导能通过。
4、控制回路与功率回路分开,采用单点接地方式,如图五。
控制IC周围的元件接地接至IC的地脚;再从地脚引出至大电
容地线。光耦第3脚地接到IC的第1脚,第4脚接至IC的2脚上。
如图六。
5、必要时可以将输出滤波电感安置在地回路上。
6、用多只ESR低的电容并联滤波。
7、用铜箔进行低感、低阻配线,相邻之间不应有过长的平行线,
走线尽量避免平行、交叉用垂直方式,线宽不要突变,走线不要突然
拐角(即:≤直角)。(同一电流回路平行走线,可增强抗干扰能力)
八、抗干扰要求:
1、尽可能缩短高频元器件之间连线,设法减少它们的分布参数
和相互间电磁干扰,易受干扰的元器件不能和强干扰器件相互挨得太
近,输入输出元件尽量远离。
2、某些元器件或导线之间可能有较高电位差,应加大它们之间
的距离,以免放电引出意外短路。
Part3
整体布局及走线原则
一、整体布局
1、散热片分布均匀,风路通风良好。
图一:散热片挡风路,不利于散热;图二:通风良好,利于散
热
2、电容、IC等与热元件(散热器、整流桥、续流电感、功率电
阻)要保持距离以避免受热而受到影响。
3、电
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