在設(shè)計(jì)PCB時(shí)，工程師們往往很想使用自動(dòng)布線。通常，純數(shù)字的電路板采用自動(dòng)布線是沒(méi)有問(wèn)題的。但是，在設(shè)計(jì)模擬、混合信號(hào)或高速電路板時(shí)，如果采用布線軟件的自動(dòng)布線工具，可能會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，甚至很可能帶來(lái)嚴(yán)重的電路性能問(wèn)題。本期技術(shù)專(zhuān)題，我們請(qǐng)到星球號(hào)技術(shù)大牛為你解決PCB設(shè)計(jì)難點(diǎn)，多角度全面展示其PCB技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)例的經(jīng)驗(yàn)。

怎么根據(jù)電流大小選擇PCB走線的線寬

1.PCB走線線寬的重要性

PCB載流能力的計(jì)算一直缺乏權(quán)威的技術(shù)方法、公式，經(jīng)驗(yàn)豐富CAD工程師依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)?zāi)茏鞒鲚^準(zhǔn)確的判斷。但是對(duì)于CAD新手，不可謂遇上一道難題。

對(duì)于大電流電源走線來(lái)說(shuō)，沒(méi)有按照正確的方法評(píng)估走線線寬，可能導(dǎo)致電流過(guò)大，燒毀板子走線；對(duì)于高速信號(hào)來(lái)說(shuō)，沒(méi)有合適的計(jì)算線寬，可能導(dǎo)致阻抗失配，引起信號(hào)完整性問(wèn)題。

2.PCB走線跟哪些因素有關(guān)

PCB的走線主要跟電流大小，溫升，走線走在哪一層，銅厚這幾個(gè)因素有關(guān)。

話不多說(shuō)，對(duì)于工科而言，最主要的是應(yīng)用，當(dāng)然也有網(wǎng)站上會(huì)貼出一些數(shù)據(jù)，如下所示：

本文的目的是推薦大家一個(gè)用于計(jì)算PCB走線線寬的網(wǎng)站，如下所示……

你的PCB地線走的對(duì)嗎？為什么要有主地？

PCB layout需要豐富的經(jīng)驗(yàn)和扎實(shí)的理論基礎(chǔ)支持，還要多踩幾個(gè)坑，多做幾個(gè)仿真加深對(duì)走線的理解，才能形成閉環(huán)的走線設(shè)計(jì)，今天介紹一個(gè)和GND走線相關(guān)的案例，在手機(jī)領(lǐng)域會(huì)影響相機(jī)畫(huà)質(zhì)、在醫(yī)療領(lǐng)域會(huì)影響生物電信號(hào)采集信噪比，如果不理解背后的原理，只會(huì)復(fù)制原理圖或PCB的話，往往達(dá)不到電路的最佳性能。

地線在PCB走線中，通常有三種作用：

回流

控制阻抗

屏蔽

今天介紹的案例是和回流相關(guān)，地線上的電壓波動(dòng)會(huì)影響到對(duì)噪聲敏感的模擬電路。上圖是一種地線走線示意圖，數(shù)字電路和模擬電路的GND最終都要匯聚一起和電池的地連接，也就是說(shuō)數(shù)字電流Id和模擬電流Ia最終都要匯集在一起，那么這兩路電流Id和Ia就用公用地線部分，如上圖括號(hào)內(nèi)所示，一般而言數(shù)字電流Id的波動(dòng)是比較大的，而模擬電流Ia的波動(dòng)略小……

PCB板屏蔽罩的EMC-設(shè)計(jì)

PCB 板的天線模塊產(chǎn)品比如GPS & GPRS模塊；還有一些產(chǎn)品帶有RF功能的模塊我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)會(huì)用到金屬屏蔽罩：其結(jié)構(gòu)如下(全屏蔽)我們要重點(diǎn)關(guān)注外界的信號(hào)的干擾影響；

GPRS模塊設(shè)計(jì)；信號(hào)的頻率2.4GHZ

當(dāng)我們應(yīng)用屏蔽罩方式進(jìn)行我們電子產(chǎn)品進(jìn)行屏蔽EMI設(shè)計(jì)時(shí)我們需要注意以下幾點(diǎn)：屏蔽罩開(kāi)口形狀與輻射噪聲的參考關(guān)系;開(kāi)口孔徑小于λ/5=20mm……

LLC諧振變換器電氣原理圖及PCB設(shè)計(jì)

下面是LLC諧振電源案例，分享給各位讀者朋友。驅(qū)動(dòng)采用隔離變壓器，副邊采用全波整流電路，環(huán)路采用TL431 2型補(bǔ)償。

主電路

控制及驅(qū)動(dòng)

低EMI DC/DC變換器PCB設(shè)計(jì)

由于每個(gè)開(kāi)關(guān)電源都會(huì)產(chǎn)生寬頻帶噪聲，所以，想要將汽車(chē)電路板網(wǎng)絡(luò)中DC/DC變換器集成到汽車(chē)控制裝置中的同時(shí)，還能滿足汽車(chē)OEM的EMC標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)直是難上加難。

通常，DC/DC變換器和其他高速電路的噪聲會(huì)通過(guò)有效天線路徑的連接電纜傳播輻射。為了阻斷這些潛在輻射路徑，就需要在每個(gè)電纜連接處過(guò)濾掉噪聲。因?yàn)橹挥性肼曉吹拇艌?chǎng)和電場(chǎng)沒(méi)有耦合到濾波器件或電纜中時(shí)，此種濾波才有效。

在近場(chǎng)環(huán)境中，場(chǎng)強(qiáng)的下降與距離平方的倒數(shù)成正比(1/d2)。因此，噪聲源、濾波器件和連接器之間必須有一個(gè)最小距離。

但實(shí)際上，通常會(huì)根據(jù)機(jī)械尺寸提前定義好PCB尺寸和電纜連接器的位置。另外，在PCB的某些區(qū)域中，最大元器件的高度可能非常有限，還有可能無(wú)法雙面組裝。這時(shí)，需仔細(xì)布局元器件的位置和PCB走線 - 尤其針對(duì)汽車(chē)制造等高標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)。

布局規(guī)劃

為避免直接將DC/DC變換器中的電場(chǎng)磁場(chǎng)耦合進(jìn)連接器和電纜，電路請(qǐng)務(wù)必盡遠(yuǎn)離PCB連接點(diǎn)布置（見(jiàn)圖1）。

圖1 噪聲源離連接器和電纜越遠(yuǎn)越好

距離或額外的屏蔽能降低電磁兼容濾波器、連接器和電纜的場(chǎng)強(qiáng)。可以考慮用屏蔽代替距離……

多年的積累之PCB畫(huà)圖散熱絕殺技巧

對(duì)于電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，這樣就會(huì)使設(shè)備內(nèi)部溫度迅速上升，如果不及時(shí)將該熱量散發(fā)出去，設(shè)備就會(huì)持續(xù)的升溫，器件就會(huì)因過(guò)熱而失效，電子設(shè)備的可靠性能就會(huì)下降。

因此，PCB電路板的散熱是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，那么PCB電路板散熱技巧是怎樣的，下面來(lái)跟跟電子星球的朋友們一起來(lái)討論下。

如何散熱更好？

通過(guò)PCB板本身散熱：目前廣泛應(yīng)用的PCB板材是覆銅/環(huán)氧玻璃布基材或酚醛樹(shù)脂玻璃布基材，還有少量使用的紙基覆銅板材。這些基材雖然具有優(yōu)良的電氣性能和加工性能，但散熱性差，作為高發(fā)熱元件的散熱途徑，幾乎不能指望由PCB本身樹(shù)脂傳導(dǎo)熱量，而是從元件的表面向周?chē)諝庵猩帷?/p>

但隨著電子產(chǎn)品已進(jìn)入到部件小型化、高密度安裝、高發(fā)熱化組裝時(shí)代，若只靠表面積十分小的元件表面來(lái)散熱是非常不夠的。同時(shí)由于QFP、BGA等表面安裝元件的大量使用，元器件產(chǎn)生的熱量大量地傳給PCB板，因此，解決散熱的最好方法是提高與發(fā)熱元件直接接觸的PCB自身的散熱能力，通過(guò)PCB板傳導(dǎo)出去或散發(fā)出去……

電子產(chǎn)品-FLY開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng) PCB設(shè)計(jì)技巧

EMC在電子產(chǎn)品/設(shè)備已經(jīng)成為可靠性的重要組成部分；將越來(lái)越被重視！特別對(duì)于我們的工業(yè)&消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品要求滿足其相應(yīng)的認(rèn)證和出口要求，對(duì)應(yīng)的國(guó)家政策也在不斷完善；同時(shí)國(guó)際貿(mào)易的深化發(fā)展；EMC技術(shù)成為電子產(chǎn)品/設(shè)備必過(guò)的硬性指標(biāo)！

目前開(kāi)關(guān)電源由于其體積小，效率高在電子產(chǎn)品&設(shè)備中被廣泛應(yīng)用。我的《開(kāi)關(guān)電源：EMC的分析與設(shè)計(jì)》這門(mén)課程幫助了很多人都很輕松解決了開(kāi)關(guān)電源中碰到的EMI問(wèn)題；我再將開(kāi)關(guān)電源PCB設(shè)計(jì)的思路分享給大家。

1.PCB-Layout-接地方法（FLY架構(gòu)）

PCB-Layout-接地方法

初級(jí)接地規(guī)則：

A. 連接方法為所有小信號(hào)GND與控制IC的GND相連后,與輔助繞組的輸出電容地相連，然后與輔助繞組的地相連，再連接到Power GND（即大信號(hào)GND）……

L6562 Flyback PFC PCB設(shè)計(jì)

總算利用空余時(shí)間完成了PCB布線，好久沒(méi)有設(shè)計(jì)PCB了，都感覺(jué)有些生疏了，此次flyback PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)布局不是太理想，由于布線快結(jié)束了，就沒(méi)有對(duì)布局做出調(diào)整，之后改版是在做出優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)調(diào)試過(guò)程中還有些許改動(dòng)，圖中輸入電容C2封裝忘記換了,這里一個(gè)CBB電容就可以。

圖1 Bottom Layer

圖2 Top Layer

圖3 PCB

PCB規(guī)則設(shè)置

這里主要談?wù)凱CB設(shè)計(jì)相關(guān)事項(xiàng)，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)往往容易忽視，或是不注意，往往沒(méi)有一個(gè)良好的設(shè)計(jì)習(xí)慣，這將會(huì)影響后續(xù)的工作習(xí)慣，不利于工作開(kāi)展……

EMC設(shè)計(jì)-開(kāi)關(guān)電源PCB設(shè)計(jì)思路

其實(shí)我們電子產(chǎn)品往往60%以上都出現(xiàn)在電子線路板的PCB設(shè)計(jì)上。好的PCB設(shè)計(jì)需要相關(guān)的理論及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文檔提供開(kāi)關(guān)電源的PCB設(shè)計(jì)思路給電子設(shè)計(jì)愛(ài)好者參考！

1.PCB設(shè)計(jì)總體原則

*拓?fù)潆娏骰芈纷钚』幻}沖電流回路最小化。

*對(duì)于隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),電流回路被變壓器隔離成兩個(gè)或多個(gè)回路（原邊和副邊）,電流回路要分開(kāi)最小化布置。

*如果電流回路有個(gè)接地點(diǎn)，那么接地點(diǎn)要與中心接地點(diǎn)重合。

*實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，我們會(huì)受到條件的限制；2個(gè)回路的電容可能不好近距離的共地！設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)：我們要采用電氣并聯(lián)的方式就近增加一個(gè)電容達(dá)成共地（如上圖）。

2.PCB-Layout-高頻走線（FLY為參考例）

A.整流二級(jí)管，鉗位吸收二極管，MOS管與變壓器引腳;這些高頻處引線應(yīng)盡可能短，layout 時(shí)避免走直角；特別是RCD回路吸收二極與MOS管的距離對(duì)產(chǎn)品的輻射影響會(huì)達(dá)到10dB以上！！以下用測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。

B.MOS管的驅(qū)動(dòng)信號(hào),檢流電阻的檢流信號(hào),到控制IC 的走線距離越短越好；

C.檢流電阻與MOS和GND 的距離應(yīng)盡可能短。

案例-實(shí)驗(yàn)測(cè)試?yán)篟CD回路影響，RCD回路及吸收二極管與MOS的距離位置影響。

RCD吸收回路增大且吸收二極管遠(yuǎn)離MOS管放置；PCB如上，測(cè)試EMI數(shù)據(jù)如下；

EMI-輻射測(cè)試結(jié)果35MHZ-50MHZ出現(xiàn)超標(biāo)的頻點(diǎn)；

RCD吸收回路最小且吸收二極管靠近MOS管放置；PCB如上，測(cè)試EMI數(shù)據(jù)如下；

EMI-輻射測(cè)試結(jié)果35MHZ-50MHZ有較好的設(shè)計(jì)裕量；EMI測(cè)試OK!!

原因分析：主開(kāi)關(guān)管漏極為強(qiáng)干擾源， RCD吸收用以減弱此干擾能量，RCD越靠近漏極輻射能量則越小……

編輯：黃飛

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