電源設(shè)計(jì)中地線的布線技巧,PCB layout techniques

關(guān)鍵字：電源地線布線，pcb電路板，布線

在設(shè)計(jì)印刷線路板時(shí)，設(shè)計(jì)工程師都會(huì)仔細(xì)思考銅線的走線方式和元器件的放置問(wèn)題。如果沒(méi)有充分考慮這兩點(diǎn)，印刷線路板的效率、最大輸出電流、輸出紋波及其它特性都將會(huì)受到影響。產(chǎn)生這些影響的兩個(gè)主要原因則是地線(GND、VSS)和電源線(+B、VCC、VDD)的連接，如果地線及電源線設(shè)計(jì)合理，電路將能正常地工作，獲得較好的性能指標(biāo)，否則會(huì)產(chǎn)生干擾、性能指標(biāo)惡化等問(wèn)題。本文就DC/DC轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)，介紹一些通用的設(shè)計(jì)原則和地線連接方法。 

設(shè)計(jì)原則 
印制線走線方式和元器件的放置常常會(huì)影響電路的性能。以下提出了接地線設(shè)計(jì)的四個(gè)原則： 
1. 用平面布線方式(planar pattern)接地； 
2. 用平面布線方式接電源線； 
3. 按電路圖中的信號(hào)電流走向依序逐個(gè)放置元器件； 
4. 實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)在應(yīng)用時(shí)不應(yīng)做任何調(diào)整，即使受板的尺寸或其它因素影響也應(yīng)原樣復(fù)制數(shù)據(jù)。 
在設(shè)計(jì)中注意以上原則和要點(diǎn)，可以減少電路噪聲和信號(hào)干擾。除了以上的基本原則外，在設(shè)計(jì)銅線走線模式和元件放置時(shí)應(yīng)謹(jǐn)記以下兩點(diǎn)：布線之間會(huì)產(chǎn)生雜散電容；連線長(zhǎng)度會(huì)產(chǎn)生阻抗。在設(shè)計(jì)中注意線間雜散電容和縮短布線長(zhǎng)度有利于消除噪聲，減少輻射的產(chǎn)生。 
在上面的幾個(gè)基本原則基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)工程師應(yīng)注意以下幾點(diǎn)(參見(jiàn)圖1)： 
  
1. 根據(jù)電路原理圖進(jìn)行元件的布局，輸入電流線和輸出電流線應(yīng)進(jìn)行區(qū)別； 
2. 合理放置元器件，保證它們之間的連線最短，以減少噪聲； 
3. 在電壓變化很大和流過(guò)大電流的地方應(yīng)小心設(shè)計(jì)以降低噪聲； 
4. 如果電路中采用了線圈和變壓器，必須小心進(jìn)行連接； 
5. 電路設(shè)計(jì)時(shí)，將元器件放置在同一方向，便于回流焊接； 
6. 元器件間或元器件焊盤和焊盤間必須保證0.5毫米以上的間隙，避免出現(xiàn)橋接。 

PCB設(shè)計(jì)示例 
a. 升壓轉(zhuǎn)換器模式布線方式 
在升壓轉(zhuǎn)換器中，輸出電容(CL)的位置比其它元件更重要，參考圖2。 
  
建議在PCB設(shè)計(jì)時(shí)注意以下兩點(diǎn)： 
1. 將輸出電容盡可能與IC靠近，盡量減小電流回路。 
2. 在PCB板的背面用平面布線方法進(jìn)行地線連接，板背面的接地線應(yīng)通過(guò)一個(gè)過(guò)孔與板正面的接地線相連。 

b. 降壓轉(zhuǎn)換器布線方式 
在降壓電路設(shè)計(jì)中，肖特基二極管的位置很關(guān)鍵，見(jiàn)圖3所示。 
  
在PCB設(shè)計(jì)中注意以下幾點(diǎn)： 
1. 肖特基二極管接地點(diǎn)設(shè)計(jì)將影響輸出的穩(wěn)定性； 
2. 肖特基二極管陰極連接線的長(zhǎng)度將影響輸出的穩(wěn)定性； 
3. PCB背面用大面積銅箔作為地，通過(guò)過(guò)孔與正面地連接。