電源PCB線路板定做廠商在設計過程中需要注意以下五個環節:
1.安規距離,2.抗干擾、EMC,3.整體布局及走線,4.熱設計,5.工藝處理。
1.安規距離,包括電氣間隙(空間距離),爬電距離(沿面距離)和絕緣穿透距離。a:電氣間隙:兩相鄰導體或一個導體與相鄰電機殼表面的沿空氣測量的最短距離。b:爬電距離:兩相鄰導體或一個導體與相鄰電機殼表面的沿絕絕緣表面測量的最短距離。爬電距離和電氣間隙距離要求,可參考NE61347-1-2-13/GB19510.14.
(1)、爬電距離:輸入電壓50V-250V時,保險絲前L—N≥2.5mm,輸入電壓250V-500V時,保險絲前L—N≥5.0mm;電氣間隙:輸入電壓50V-250V時,保險絲前L—N≥1.7mm, 輸入電壓250V-500V時,保險絲前L—N≥3.0mm;保險絲之后可不做要求,但盡量保持一定距離以避免短路損壞電源。
(2)、一次側交流對直流部分≥2.0mm
(3)、一次側直流地對地≥4.0mm如一次側地對大地
(4)、一次側對二次側≥6.4mm,如光耦、Y 電容等元器零件腳間距≤6.4mm 要開槽。
(5)、變壓器兩級間≥6.4mm 以上,≥8mm加強絕緣。
2.抗干擾、EMC,電源PCB布局時,驅動電阻R3應靠近Q1(MOS管),電流取樣電阻R4、C2應靠近IC1的第 4 Pin,R應盡量靠近運算放大器縮短高阻抗線路。因運算放大器輸入端阻抗很高,易受干擾。輸出端阻抗較低,不易受干擾。一條長線相當于一根接收天線,容易引入外界干擾。
二、小信號走線盡量遠離大電流走線,忌平行,D>=2.0mm。
三、小信號線處理:電路板布線盡量集中,減少布板面積提高抗干擾能力。
四、一個電流回路走線盡可能減少包圍面積。
如:電流取樣信號線和來自光耦的信號線
五、光電耦合器件,易于干擾,應遠離強電場、強磁場器件,如大電流走線、變壓器、高電位脈動器件等。
六、多個IC等供電,Vcc、地線注意。
5、 必要時可以將輸出濾波電感安置在地回路上。
6、 用多只ESR低的電容并聯濾波。
7、 用銅箔進行低感、低阻配線,相鄰之間不應有過長的平行線,走線盡量避免平行、交叉用垂直方式,線寬不要突變,走線不要突然拐角(即:≤直角)。(同一電流回路平行走線,可增強抗干擾能力)
八、抗干擾要求
1、 盡可能縮短高頻元器件之間連線,設法減少它們的分布參數和相互間電磁干擾,易受干擾的元器件不能和強干擾器件相互挨得太近,輸入輸出元件盡量遠離。
2、 某些元器件或導線之間可能有較高電位差,應加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。
3.整體布局及走線原則
1、 散熱片分布均勻,風路通風良好。
2、 電容、IC等與熱元件(散熱器、整流橋、續流電感、功率電阻)要保持距離以避免受熱而受到影響。
3、 電流環: 為了穿線方便,引線孔距不能太遠或太近。
4、 輸入/輸出、AC/插座要滿足兩線長短一致,留有一定空間裕量,注意插頭線扣所占的位置、插拔方便,輸出線孔整齊,好焊線。
5、元件之間不能相碰、MOS管、整流管的螺釘位置、壓條不能與其它元相碰,以便裝配工藝盡量簡化電容和電阻與壓條或螺釘相碰,在布板時可以先考慮好螺釘和壓條的位置。如下圖三:
6、 除溫度開關、熱敏電阻…外,對溫度敏感的關鍵元器件(如IC)應遠離發熱元件,發熱較大的器件應與電容等影響整機壽命的器件有一定的距離。
7、 對于電位器,可調電感、可變電容器,微動開關等可調元件的布局,應考慮整機結構要求,若是機內調節,應放在PCB板上方便于調節的地方,若是機外調節,其位置要與調節旋鈕在機箱面板上的位置相適應。
8、 應留出印制PCB板定位孔支架所占用的位置。
9、 位于電路板邊緣的元器件,離電路板邊緣一般不少于2mm。
10、 輸出線、燈仔線、風扇線盡量一排,極性一致與面板對應。
11、 一般布局:小板上不接入高壓,將高壓元件放在大板上,如有特殊情況,則安規一定要求考慮好。如圖四將R1、R2放在大板,引入一低壓線即可。
12、 初級散熱片與外殼要保持5mm以上距離(包麥拉片除外)。
二、單元電路的布局要求
1、 要按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置,使布局便于信號流通, 并使信號盡可能保持一致的方向 。
2、 以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進行布局,元器件應均勻整齊,緊湊地排列在PCB上,盡量減小和縮短各元件之間的連接引線。
3、 在高頻下工作要考慮元器件的分布參數,一般電路應盡可能使元器件平行排列,這樣不僅美觀,而且裝焊容易,易于批量生產。
三、布線原則
1、 輸入輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行,最好加線間地線,以免發生反饋藕合。
2、 走線的寬度主要由導線與絕緣基板間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為50μm,寬度為1mm時,流過1A的電流,溫升不會高于3℃,以此推算2盎司(70μm)厚的銅箔,1mm寬可流通1.5A電流,溫升不會高于3℃(注:自然冷卻)。
3、 輸入控制回路部分和輸出電流及控制部分(即走小電流走線之間和輸出走線之間各自的距離)電氣間隙寬度為:0.75mm--1.0mm(Min0.3mm)。原因是銅箔與焊盤如果太近易造成短路,也易造成電性干擾的不良反應。
4、 ROUTE線拐彎處一般取圓弧形,而直角、銳角在高頻電路中會影響電氣性能。
5、 電源線根據線路電流的大小,盡量加粗電源線寬度,減少環路阻抗,同時使電源線,地線的走向和數據傳遞方向一致,縮小包圍面積,有助于增強抗噪聲能力。
7、濾波電容走線
A:噪音、紋波經過濾波電容被完全濾掉。
B:當紋波電流太大時,多個電容并聯,紋波電流經過第一個電容當紋波電流太大時,多個電容并聯,紋波電流經過第一個電容產生的熱量也比第二個、第三個多,很容易損壞,走線時,盡量讓紋波電流均分給每個電容,走線如下圖A、B如空間許可,也可用圖B方式走線
8、 高壓高頻電解電容的引腳有一個鉚釘,如下圖所示,它應與頂層走線銅箔保持距離,并要符合安規。
9、 弱信號走線,不要在電感、電流環等器件下走線。
電流取樣線在批量生產時發生磁芯與線路銅箔相碰,造成故障。
10、 金屬膜電阻下不能走高壓線、低壓線盡量走在電阻中間,電阻如果破皮容易和下面銅線短路。
11、 加錫
A: 功率線銅箔較窄處加錫。
B:RC吸收回路,不但電流較大需加錫,而且利于散熱。
C:熱元件下加錫,用于散熱,加錫不能壓焊盤。
4.熱設計部分
一、小板離變壓器不能太近,小板離變壓器太近,會導致小板上的半導體元件容易受熱而影響。
二、盡量避免使用大面積鋪銅箔,否則,長時間受熱時,易發生二、盡量避免使用大面積鋪銅箔,否則,長時間受熱時,易發生這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產生的揮發性氣體。
5.工藝處理部分
1、 每一塊PCB上都必須用箭頭標出過錫爐的方向:
2、 布局時,DIP封裝的IC擺放的方向必須與過錫爐的方向成垂直,不可平行,如下圖;如果布局上有困難,可允許水平放置IC(SOP封裝的IC擺放方向與DIP相反)。
3、 布線方向為水平或垂直,由垂直轉入水平要走45度進入。
4、 布線盡可能短,特別注意時鐘線、低電平信號線及所有高頻回路布線要更短。
5、 模擬電路及數字電路的地線及供電系統要完全分開。
6、橫插元件(電阻、二極管等)腳間中心,相距必須濕300mil,400mil及500mil。(如非必要,240mil亦可利用,但使用與IN4148型之二極管或1/16W電阻上。1/4W電阻由10.0mm開始)跳線腳間中心相距必須濕200mil,300mil,500mil,600mil,700mil,800mil,900mil,1000mil。
7、PCB板上的散熱孔,直徑不可大于140mil。
8、PCB上如果有Φ12或方形12MM以上的孔,必須做一個防止焊錫流出的孔蓋,如下圖(孔隙為1.0MM)
9、元件焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些,焊盤太大易形成虛焊,焊盤外徑D一般不少于(d+1.2)mm,d為引線孔徑,對高密度的數字電路,焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm,孔徑大于2.5mm的焊盤適當加大。元件擺放整齊、方向盡量一致;
10、對于PCB板上的貼片元件長軸心線盡量與PCB板長軸心線垂直的方向排列、不易折斷。