其實(shí)我們電子產(chǎn)品往往60%以上都出現(xiàn)在電子線路板的PCB設(shè)計(jì)上。好的PCB設(shè)計(jì)需要相關(guān)的理論及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文檔提供開關(guān)電源的PCB設(shè)計(jì)思路給電子設(shè)計(jì)愛好者參考！
1.PCB設(shè)計(jì)總體原則
*拓?fù)潆娏骰芈纷钚』幻}沖電流回路最小化。
*對(duì)于隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),電流回路被變壓器隔離成兩個(gè)或多個(gè)回路（原邊和副邊）,電流回路要分開最小化布置。
*如果電流回路有個(gè)接地點(diǎn)，那么接地點(diǎn)要與中心接地點(diǎn)重合。
*實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，我們會(huì)受到條件的限制；2個(gè)回路的電容可能不好近距離的共地！設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)：我們要采用電氣并聯(lián)的方式就近增加一個(gè)電容達(dá)成共地（如上圖）。
2.PCB-Layout-高頻走線（FLY為參考例）
A.整流二級(jí)管，鉗位吸收二極管，MOS管與變壓器引腳;這些高頻處引線應(yīng)盡可能短，layout 時(shí)避免走直角；特別是RCD回路吸收二極與MOS管的距離對(duì)產(chǎn)品的輻射影響會(huì)達(dá)到10dB以上??！以下用測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。
B.MOS管的驅(qū)動(dòng)信號(hào),檢流電阻的檢流信號(hào),到控制IC 的走線距離越短越好；
C.檢流電阻與MOS和GND 的距離應(yīng)盡可能短。
案例-實(shí)驗(yàn)測(cè)試?yán)?/span>RCD回路影響，RCD回路及吸收二極管與MOS的距離位置影響。
RCD吸收回路增大且吸收二極管遠(yuǎn)離MOS管放置；PCB如上，測(cè)試EMI數(shù)據(jù)如下；
EMI-輻射測(cè)試結(jié)果35MHZ-50MHZ出現(xiàn)超標(biāo)的頻點(diǎn)；
RCD吸收回路最小且吸收二極管靠近MOS管放置；PCB如上，測(cè)試EMI數(shù)據(jù)如下；
EMI-輻射測(cè)試結(jié)果35MHZ-50MHZ有較好的設(shè)計(jì)裕量；EMI測(cè)試OK!!
原因分析：主開關(guān)管漏極為強(qiáng)干擾源， RCD吸收用以減弱此干擾能量，RCD越靠近漏極輻射能量則越小。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：不同RCD吸收回路布局布線，垂直方向輻射相差10dB以上。
3.PCB-Layout-接地方法（FLY為參考例）
初級(jí)接地規(guī)則：
A.所有小信號(hào)GND與控制IC的GND相連后，連接到PowerGND（即大信號(hào)GND）；
如果IC還有輔助繞組的線路：連接方法為所有小信號(hào)GND與控制IC的GND相連后,與輔助繞組的輸出電容地相連，然后與輔助繞組的地相連，再連接到Power GND（即大信號(hào)GND）；
注意不好的地設(shè)計(jì)容易出現(xiàn)EMC-Surge的問(wèn)題??！以下進(jìn)行分析。
B.反饋信號(hào)要獨(dú)立走到IC，反饋信號(hào)的GND與IC的GND 相連。
次級(jí)接地規(guī)則：
a. 輸出小信號(hào)地與相連后，與輸出電容的的負(fù)極相連。
b. 輸出采樣電阻的地要與基準(zhǔn)源（TL431）的地相連。
案例-浪涌測(cè)試?yán)?/span>PCB按如下回路路徑順序IC無(wú)故障；且能通過(guò)更高的Surge。
系統(tǒng)的共模浪涌測(cè)試是我們系統(tǒng)故障和IC不良的主要原因；在實(shí)際生活中，我們的電子產(chǎn)品通過(guò)AC供電時(shí)，也是共模雷電導(dǎo)致產(chǎn)品的故障！
① 一次側(cè)的部分:
Ground路徑順序：大電容的Ground →Current sensor→一次側(cè)變壓器輔助繞組Vcc電容的Ground→PWM IC 外圍組件的Ground→PWM IC 的Ground→光耦的地。
② 一次側(cè)和二次側(cè)的Y電容路徑:
大電容的Ground →Y-Cap→變壓器次級(jí)的Ground
③ 二次側(cè)的部分:
二次側(cè)Y-cap 的出腳→二次側(cè)變壓器的Ground→二次側(cè)輸出電容的Ground→TL431的地。
從上面的設(shè)計(jì)可以看出我們的系統(tǒng)其重要的控制信號(hào)和關(guān)鍵的IC是被保護(hù)起來(lái)！好的PCB設(shè)計(jì)思路提高了產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)！
案例二浪涌測(cè)試時(shí)，電源輸出保護(hù)。系統(tǒng)不能正常工作！
客戶使用內(nèi)置MOS-IC方案，并且IC我很熟悉-直接給出處理方案；解決問(wèn)題！參考如下：
圖中浪涌干擾電流：電流穿過(guò)光耦的雜散電容流入IC的控制腳；能注入一個(gè)非常大的電流造成C腳誤動(dòng)作/電源保護(hù);嚴(yán)重時(shí)就會(huì)損壞IC;我們優(yōu)化成圖示PCB布局布線及增加300R電阻；即在光耦連接到C腳串聯(lián)一個(gè)300W電阻減少電流脈沖對(duì)IC起到保護(hù)。實(shí)際客戶的PCB的走線及該引腳沒有設(shè)計(jì)串聯(lián)電阻；我將客戶出現(xiàn)的問(wèn)題情況對(duì)比如下圖：
在PCB布線比較差的電路圖中：
電流流過(guò)變壓器的耦合電容（初級(jí)和次級(jí)耦合電容）和Y電容，電流流過(guò)C腳的電容地和IC的地之間的連線，連線上有雜散電感，造成電壓下降，將顯示在C腳的電壓上（共模阻抗耦合）這就導(dǎo)致了IC的保護(hù)動(dòng)作，電源輸出保護(hù)！
原因分析：IC的GND沒有進(jìn)行單點(diǎn)連接和減小布線時(shí)的回路面積。
驗(yàn)證結(jié)果： 通過(guò)增加300電阻和PCB布局優(yōu)化驗(yàn)證測(cè)試共模6KV都OK!
4.減小回路面積和單點(diǎn)連接；EMC中關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)參考如下：
減小布線時(shí)的回路面積/環(huán)路面積參考圖
常用設(shè)計(jì)電路IC-GND的單點(diǎn)連接參考圖