1、電源功率電路PCB排版電源功率器件在PCB上正確的放置和走線將決定整個電源工作是否正常。設(shè)計人員首先要對開關(guān)電源功率器件上的電壓和電流的波形有一一定的了解。
圖18顯示一個降壓式開關(guān)電源功率電路元器件上的電流和電壓波形。由于從輸入濾波電容(Cin)，上端場效應(yīng)管(S1)和F端場效應(yīng)管(S2)中所流過的電流是帶有高頻率和高峰值的交流電流，所以由Cin-S1-S2所形成的環(huán)路面積要盡量減小。同時由S2，L和輸出濾波電容(Cout)所組成的環(huán)路面積也要盡量減小。
如果設(shè)計者未按本文所述的要點來制作功率電路PCB，很可能制作出網(wǎng)19所示的電源PCB，圖19的PCB排版存在許多錯誤：第一，由于Cin有很大的ESL，Cin的高頻濾波能力基本上消失；第二，Cin-S1-S2和S1-LCout環(huán)路的面積太大，所產(chǎn)生的電磁噪音會對電源本身和周邊電路造成很大于擾；第三，L的焊盤靠得太近，造成Cp太大而降低了它的高頻濾波功能；第四，Cout焊盤引線太長，造成FSL太大而失去了高頻濾波線。Cin-S1-S2和S2-L-Cout環(huán)路的面積已控制到最小。S1的源極，S2的漏極和L之問的連接點是一整塊銅片焊盤。由于該連接點上的電壓是高頻，S1、S2和L需要靠得非常近。雖然L和Cout之間的走線上沒有高峰值的高頻電流，但比較寬的走線可以降低直流阻抗的損耗使電源的效率得到提高。如果成本上允許，電源可用一面完全是接地層的雙面PCB，但必須注意在地層卜盡量避免走功率和信號線。在電源的輸入和輸出端口還各增加了一個瓷片電容器來改善電源的高頻濾波性能。
2、電源控制電路PCB排版電源控制電路PCB排版也是非常重要的。不合理的排版會造成電源輸出電壓的漂移和振蕩。控制線路應(yīng)放置在功率電路的邊上，絕對不能放在高頻交流環(huán)路的中間。旁路電容要盡量靠近芯片的Vcc和接地腳(GND)。反饋分壓電阻最好也放置在芯片附近。芯片驅(qū)動至場效應(yīng)管的環(huán)路也要盡量減短。
電源排版基本要點7
控制芯片至上端和下端場效應(yīng)管的驅(qū)動電路環(huán)路要盡量短。
3、開關(guān)電源PCB排版例1圖21是圖17PCB的元器件面走線圖。此電源中采用了一個低價PWM控制器(Semtech型號SCIIO4A)。PCB下層是一個完整的接地層。此PCB功率地層與控制地層之間沒有分隔。可以看到該電源的功率電路由輸入插座(PCB左上端)通過輸入濾波電容器(C1，C2，)，S1，S2，L1，輸出濾波電容器(C10,C11,C12,C13)，一直到輸出插座(PCB右下端)。SCll04A被放置在PCB的左下端。因為，在地層上功率電路電流不通過控制電路，所以，無必要將控制電路接地層與功率電路接地層進行分隔。如果輸入插座是放置在PCB的左下端，那么在地層上功率電路電流會直接通過控制電路，這時就有必要將二者分隔。
4、開關(guān)電源PCB排版例2圖22是另一種降壓式開關(guān)電源，該電源能使12V輸入電壓轉(zhuǎn)換成3.3V輸出電壓，輸出電流可達3A。此電源上使用了一個集成電源控制器(Semtech型號SC4519)。這種控制器將一個功率管集成在電源控制器芯片中。這樣的電源非常簡單，尤其適合應(yīng)用在便攜式DVD機，ADSL，機頂盒等消費類電子產(chǎn)品。
同前面例子一樣，對于這種簡單開關(guān)電源，在PCB排版時也應(yīng)注意以下幾點。
由輸入濾波電容(C3)，SC4519的接地腳(GND)，和D2所圍成的環(huán)路面積一定要小。這意味著C3及D2必須非常靠近SC4519。
2)可采用分隔的功率電路接地層和控制電路接地層。連接到功率地層的元器件包括輸入插座(VIN)，輸出插座(VOUT)，輸入濾波電容(C3)，輸出濾波電容(C2)，D2，SC4519。連接到控制地層的元器件包括輸出分壓電阻(R1，R2)，反饋補償電路(R3，C4，C3，)，使能插座(EN)，同步插座(SYNC)。
3)在SC4519接地腳的附近加個過孔將功率電路接地層與控制信號電路接地層單點式的相連接。
圖23是該電源PCB上層排版圖。為了力便讀者理解，功率接地層和控制信號接地層分別用不同顏色來表示。在這里輸入插座被放置在PCB的上方，而輸出插座被放置在PCB的下方．濾波電感(L1)被放在PCB左邊并靠近功率接地層，而對于噪音較敏感的反饋補償電路(R3，C4，C5)則被放存PCB右邊并靠近控制信號接地層。D2非常靠近SC4519的腳3及腳4。圖24是該電源PCB下層排版圖。輸入濾波電容(C3)被放置在PCB下層并非?？拷?/span>SC4519和功率接地層。
5、開關(guān)電源PCB排版例3最后討論一種多路輸出開關(guān)電源PCB排版要點。此電源有3組輸入電壓(12V，5V和3.3V)，4組輸出電壓(3.3v，2.6V，1.8V，1.2V)。該電源使用了，一集成多路開關(guān)控制器(Serotech型號SC2453)。SC2453提供了4.5V～30V的寬輸入電壓范圍，兩個高達700kHz開關(guān)頻率和高達15A輸出電流，以及低至0.5V輸出電壓的同步降壓轉(zhuǎn)換器。它還提供了一個專用可調(diào)配正壓線性調(diào)節(jié)器和一個專用可調(diào)配負壓線性調(diào)節(jié)器。TSSOP-28封裝減小了所需線路板面積。兩個異相降壓轉(zhuǎn)換器可以減小輸入電流紋波。圖25是這種多路開關(guān)電源的原理圖。其中3.3V輸出由5V輸人產(chǎn)生，l.2V輸出由12V輸入產(chǎn)生，2.6V和1.8V輸出由3.3V輸入產(chǎn)生。由于該電源上所有元器件都必須被放置在一個面積較小的PCB上，為此必須將電源的功率地層和控制信號地層分隔開來。參照前面幾節(jié)中討論過的要點，首先將圖25中連接到功率地層的元器件和連接到控制信號地層的元器件區(qū)分開來，然后將控制信號元器件放在信號地層上并靠近SC2453控制信號地層與功率地層通過單點相連接。這連接點通常會選擇在控制芯片的接地腳(SC2453中的腳21)。圖26詳細描述了該電源排版方式。
電源排版基本要點8
開關(guān)電源功率電路和控制信號電路下的元器件需要連接不同的接地層，這二個地層一般都是通過單點相連接。
開關(guān)電源PCB排版的8個要點：
旁路瓷片電容器的電容不能太大，而它的寄生串聯(lián)電感應(yīng)盡量小，多個電容并聯(lián)能改善電容的阻抗特性；
電感的寄生并聯(lián)電容應(yīng)盡量小，電感引腳焊盤之間的距離越遠越好；
避免在地層上放置任何功率或信號走線；
高頻環(huán)路的面積應(yīng)盡可能減??；
過孔放置不應(yīng)破壞高頻電流在地層上的路徑；
系統(tǒng)板上一小同電路需要不同接地層，小同電路的接地層通過單點與電源接地層相連接；7)控制芯片至上端和下端場效應(yīng)管的驅(qū)動電路環(huán)路要盡量短；
8)開關(guān)電源功率電路和控制信號電路元器件需要連接到小同的接地層，這二個地層一般都是通過單點相連接。
