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從印制板到開(kāi)關(guān)電源，談下設(shè)計(jì)心得（一）

來(lái)源：東莞市成良智能科技發(fā)布時(shí)間：2019-08-12 點(diǎn)擊量：1090

對(duì)于多年開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)的工程師來(lái)說(shuō)，肯定是要很多心得的，本文就先從開(kāi)關(guān)電源印制板的設(shè)計(jì)、布線(xiàn)及印制板銅皮走線(xiàn)來(lái)談?wù)劙伞?/span>

一、開(kāi)關(guān)電源印制板的設(shè)計(jì)
首先從開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝開(kāi)始描述吧，先說(shuō)說(shuō)印制板的設(shè)計(jì)。開(kāi)關(guān)電源工作在高頻率，高脈沖狀態(tài)，屬于模擬電路中的一個(gè)比較特殊種類(lèi)。布板時(shí)須遵循高頻電路布線(xiàn)原則。布局：脈沖電壓連線(xiàn)盡可能短，其中輸入開(kāi)關(guān)管到變壓器連線(xiàn)，輸出變壓器到整流管連接線(xiàn)。脈沖電流環(huán)路盡可能小如輸入濾波電容正到變壓器到開(kāi)關(guān)管返回電容負(fù)。輸出部分變壓器出端到整流管到輸出電感到輸出電容返回變壓器電路中X電容要盡量接近開(kāi)關(guān)電源輸入端，輸入線(xiàn)應(yīng)避免與其他電路平行，應(yīng)避開(kāi)。Y電容應(yīng)放置在機(jī)殼接地端子或FG連接端。共摸電感應(yīng)與變壓器保持一定距離，以避免磁偶合。如不好處理可在共摸電感與變壓器間加一屏蔽，以上幾項(xiàng)對(duì)開(kāi)關(guān)電源的EMC性能影響較大。

輸出電容一般可采用兩只一只靠近整流管另一只應(yīng)靠近輸出端子，可影響開(kāi)關(guān)電源輸出紋波指標(biāo)，兩只小容量電容并聯(lián)效果應(yīng)優(yōu)于用一只大容量電容。發(fā)熱器件要和電解電容保持一定距離，以延長(zhǎng)整機(jī)壽命，電解電容是開(kāi)關(guān)電源壽命的瓶勁，如變壓器、功率管、大功率電阻要和電解保持距離，電解之間也須留出散熱空間，條件允許可將其放置在進(jìn)風(fēng)口。

控制部分要注意：高阻抗弱信號(hào)電路連線(xiàn)要盡量短如取樣反饋環(huán)路，在處理時(shí)要盡量避免其受干擾、電流取樣信號(hào)電路，特別是電流控制型電路，處理不好易出現(xiàn)一些想不到的意外。

開(kāi)關(guān)電源之印制板布線(xiàn)原則:
線(xiàn)間距：隨著印制線(xiàn)路板制造工藝的不斷完善和提高，一般加工廠(chǎng)制造出線(xiàn)間距等于甚至小于0.1mm已經(jīng)不存在什么問(wèn)題，完全能夠滿(mǎn)足大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合?？紤]到開(kāi)關(guān)電源所采用的元器件及生產(chǎn)工藝，一般雙面板最小線(xiàn)間距設(shè)為0.3mm，單面板最小線(xiàn)間距設(shè)為0.5mm，焊盤(pán)與焊盤(pán)、焊盤(pán)與過(guò)孔或過(guò)孔與過(guò)孔，最小間距設(shè)為0.5mm，可避免在焊接操作過(guò)程中出現(xiàn)“橋接”現(xiàn)象，這樣大多數(shù)制板廠(chǎng)都能夠很輕松滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，并可以把成品率控制得非常高，亦可實(shí)現(xiàn)合理的布線(xiàn)密度及有一個(gè)較經(jīng)濟(jì)的成本。

最小線(xiàn)間距只適合信號(hào)控制電路和電壓低于63V的低壓電路，當(dāng)線(xiàn)間電壓大于該值時(shí)一般可按照500V/1mm經(jīng)驗(yàn)值取線(xiàn)間距。
常用方法：上文提到的開(kāi)關(guān)電源線(xiàn)路板開(kāi)槽的方法適用于一些間距不夠的場(chǎng)合，順便提一下，該法也常用來(lái)作為保護(hù)放電間隙，常見(jiàn)于電視機(jī)顯象管尾板和電源交流輸入處。該法在模塊電源中得到了廣泛的應(yīng)用，在灌封的條件下可獲得很好的效果。

方法是墊絕緣紙，可采用青殼紙、聚脂膜、聚四氟乙烯定向膜等絕緣材料。一般通用開(kāi)關(guān)電源用青殼紙或聚脂膜墊在線(xiàn)路板于金屬機(jī)殼間，這種材料有機(jī)械強(qiáng)度高，有一定抗潮濕的能力。聚四氟乙烯定向膜由于具有耐高溫的特性在模塊電源中得到廣泛的應(yīng)用。在元件和周?chē)鷮?dǎo)體間也可墊絕緣薄膜來(lái)提高絕緣抗電性能。
注意：某些器件絕緣被覆套不能用來(lái)作為絕緣介質(zhì)而減小安全間距，如電解電容的外皮，在高溫條件下，該外皮有可能受熱收縮。大電解防爆槽前端要留出空間，以確保電解電容在非常情況時(shí)能無(wú)阻礙地瀉壓。

開(kāi)關(guān)電源之印制板銅皮走線(xiàn)注意事項(xiàng)
走線(xiàn)電流密度：現(xiàn)在多數(shù)電子線(xiàn)路采用絕緣板縛銅構(gòu)成。常用線(xiàn)路板銅皮厚度為35μm，走線(xiàn)可按照1A/mm經(jīng)驗(yàn)值取電流密度值，具體計(jì)算可參見(jiàn)教科書(shū)。為保證走線(xiàn)機(jī)械強(qiáng)度原則線(xiàn)寬應(yīng)大于或等于0.3mm（其他非電源線(xiàn)路板可能最小線(xiàn)寬會(huì)小一些）。銅皮厚度為70μm線(xiàn)路板也常見(jiàn)于開(kāi)關(guān)電源，那么電流密度可更高些。
補(bǔ)充一點(diǎn)，現(xiàn)常用線(xiàn)路板設(shè)計(jì)工具軟件一般都有設(shè)計(jì)規(guī)范項(xiàng)，如線(xiàn)寬、線(xiàn)間距，旱盤(pán)過(guò)孔尺寸等參數(shù)都可以進(jìn)行設(shè)定。在設(shè)計(jì)線(xiàn)路板時(shí)，設(shè)計(jì)軟件可自動(dòng)按照規(guī)范執(zhí)行，可節(jié)省許多時(shí)間，減少部分工作量，降低出錯(cuò)率。
一般對(duì)可靠性要求比較高的線(xiàn)路或布線(xiàn)線(xiàn)密度大可采用雙面板。其特點(diǎn)是成本適中，可靠性高，能滿(mǎn)足大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合。

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