對(duì)于開關(guān)電源的PCB布局及走線是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，不是說(shuō)原理圖是正確的后續(xù)的工作就沒(méi)有了，其實(shí)原理圖設(shè)計(jì)的完成只能證明電路原理上是正確的，并不能說(shuō)明按照這個(gè)原理圖所設(shè)計(jì)出的電路板能正常工作，因?yàn)镻CB合理布局及走線會(huì)很大程度上影響電路的正常工作，例如PCB布局不合理，首先會(huì)表現(xiàn)出來(lái)的就是電路的抗干擾能力差，并且對(duì)外輻射能力強(qiáng)。對(duì)于走大電流的開關(guān)電源而言，PCB布局不合理會(huì)造成電路板發(fā)熱很嚴(yán)重。

　　所以說(shuō)PCB布局及走線在開關(guān)電源的設(shè)計(jì)中占據(jù)很大一部分。對(duì)于走高速信號(hào)的PCB板更是如此。對(duì)于開關(guān)電源的布局走線的規(guī)則有很多，大體上可歸結(jié)為為大功率元件放在頂層，貼片放在底層;高電壓線以及大電流走線的線寬要達(dá)到要求，最好是以敷銅的形式;功率環(huán)路和反饋環(huán)路要小且兩者最好要有一定間距;元件之間要有一定的間隔，元件到PCB邊緣要有一定的間隔;芯片供電引腳上并聯(lián)的電容要盡量靠近芯片電源引腳等等。

　　以下就本次設(shè)計(jì)的PCB布局走線的一點(diǎn)建議。

　　對(duì)于反激變換器而言，有幾個(gè)點(diǎn)在布局布線的時(shí)候需要注意，例如輸入電路部分、變壓器部分、電源芯片部分、反饋環(huán)路部分。對(duì)于輸入電路部分而言，輸入濾波器元件要布在一個(gè)區(qū)域且元件之間留有一些間隙，走線盡量走較寬的線或者直接走銅箔。變壓器部分是電磁干擾的一個(gè)重要干擾源，盡量讓變壓器靠近整流橋后的儲(chǔ)能電容，同時(shí)走線也盡量寬，從儲(chǔ)能電容到變壓器再到主開關(guān)管最后在回到儲(chǔ)能電容這個(gè)回路要小，敏感線路的走線盡量離這個(gè)回路要遠(yuǎn)。電源芯片部分的關(guān)注點(diǎn)是芯片的電源引腳要并聯(lián)一個(gè)貼片電容到芯片的地引腳，這個(gè)貼片電容的放置位置要靠近芯片的電源管腳，要是由于某些原因不能靠近放置在芯片管腳，也可以放置在芯片電源管腳的背面。

　　反饋環(huán)路部分的布局布線，主要關(guān)注的還是走線環(huán)路以及與大電流線的間距問(wèn)題。反饋環(huán)路上面走的信號(hào)都是重要的信號(hào)，這些信號(hào)去控制電源管理芯片的輸出PWM波的占空比來(lái)調(diào)節(jié)輸出的穩(wěn)定。如果反饋環(huán)路上的信號(hào)受到了干擾，那么勢(shì)必會(huì)影響輸出的穩(wěn)定。反饋環(huán)路的走線要遠(yuǎn)離與變壓器相連的走線，也要遠(yuǎn)離主開關(guān)管，要是電路板上還有大電流的走線或者高速信號(hào)的走線，反饋信號(hào)的走線也要遠(yuǎn)離這些走線。反饋環(huán)路的走線大致可以分為TL431部分的走線以及光耦部分的次級(jí)走線，TL431是取出反饋信號(hào)，光耦的次級(jí)將反饋信號(hào)反應(yīng)到電源管理芯片。其中特別是光耦次級(jí)到電源芯片走線的這個(gè)環(huán)路要小。

　　圖1 反激電源整體原理圖

　　圖1開關(guān)電源從市電火線L和零線N進(jìn)來(lái)后，有一個(gè)電流較大的保險(xiǎn)管，如圖1所示。這是因?yàn)榘遄由嫌衅渌须娊涣髫?fù)載，如交流電機(jī)等，當(dāng)負(fù)載電流過(guò)大時(shí)，保護(hù)電路。該保險(xiǎn)管電流參數(shù)需要根據(jù)實(shí)際負(fù)載功率計(jì)算選擇。保險(xiǎn)管后有一個(gè)壓敏電阻(如圖2所示)，用于抑制浪涌和瞬時(shí)尖峰電壓，當(dāng)其兩端電壓高于其閾值時(shí)，壓敏電阻值迅速下降，從而流過(guò)大電流，保護(hù)后級(jí)電路。在壓敏電阻后又有一個(gè)電流較小的保險(xiǎn)管(如圖2所示)，這才是真正針對(duì)板子開關(guān)電源的過(guò)流保護(hù)，防止電源電流過(guò)大，保護(hù)電路。

　　保險(xiǎn)管后的NTC電阻(如圖2所示)，用于抑制開機(jī)時(shí)的浪涌電流，因?yàn)閯傞_機(jī)時(shí)，NTC溫度較低，電阻值很大，抑制電流過(guò)大;當(dāng)在電流作用下，NTC電阻溫度升高，電阻值下降到很小，不影響正常工作電流。安規(guī)X電容(如圖2所示)用于濾除市電的差模干擾，其后的3個(gè)電阻主要用于給X電容放電，以符合安規(guī)要求，防止在切斷市電輸入時(shí)，人手觸摸到金屬端子有觸電感。使用多個(gè)電阻的原因是分散承受電壓和功率。共模電感(如圖2所示)用于濾除共模干擾電流。

　　圖2輸入部分電路

　　圖2輸入電容EC1在行業(yè)上有個(gè)3uF/W的通用原則，但需要注意的是該功率是輸入功率而非輸出功率，假設(shè)輸出功率12W，效率為80%，則輸入功率為15W，則輸入電容至少為45uF，如圖8所示。

　　由于反激電源演變自Buck-Boost，其輸入回路和輸出回路均是電流不連續(xù)路徑，因此均要控制回路面積越小越好。輸入電容EC1要靠近電源芯片，如圖3所示。同理，輸出整流二極管和輸出電容也應(yīng)該靠近變壓器。

　　圖3

　　圖3RCD鉗位電路用于吸收開關(guān)管關(guān)斷時(shí)的Vds高壓，防止損壞MOS管(電源芯片)。Layout時(shí)需將電容靠近變壓器，電阻次之，如圖4所示。

　　圖4

　　圖4光耦用于反饋輸出電壓，并進(jìn)行隔離，II型補(bǔ)充設(shè)計(jì)原理圖參考上述的文章，在此不再贅述。光耦反饋回路的初級(jí)GND最好不要和大電流路徑的初級(jí)GND共用，以免受到干擾影響導(dǎo)致輸出電壓波動(dòng)，因此采用單獨(dú)拉一根GND地線到EC1的公共地，形成單點(diǎn)接地，如圖5所示。

　　圖5

　　圖5并聯(lián)于輸出整流二極管兩側(cè)的RC阻容吸收回路，用于抑制二極管在高頻通斷情況下產(chǎn)生的EMI，因?yàn)槎O管在導(dǎo)通瞬間會(huì)產(chǎn)生電壓尖峰(電場(chǎng))，在關(guān)斷瞬間會(huì)產(chǎn)生電壓尖峰和電流尖峰(磁場(chǎng))。輸出電容EC2和EC3要注意均流設(shè)計(jì)，如圖6所示，兩個(gè)電容的電流路徑是基本等長(zhǎng)的，以避免某個(gè)電容因過(guò)流而提前失效。

　　圖6

　　圖6輸出電壓反饋節(jié)點(diǎn)需要從末端電容取出，以提高電壓穩(wěn)定精度，如圖7所示。

　　圖7