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开关电源在布线上最大的特点是拓扑引起的高频（高压）强电流与控制级的弱电信号交织在一起，首先要保证强电流的存在不干扰电源内部的控制信号，其次要尽量减少对外部的干扰（EMC）。一句话：要运行最稳定、波形最漂亮、电磁兼容性最好。
关键词一：电流 一个典型的开关电源强电流分布（图一）： 特点： 1、每种拓扑的输入输出电流 Ii 和 Io 幅度较大（与控制信号相比），但以直流为主。 2、每种拓扑的拓扑电流 It 幅度也较大，但一般没有尖峰毛刺，是拓扑产生的典型波形。 3、每种硬开关拓扑都有一个高频脉冲电流 Ip 回路，其幅度最大，且有可观的尖峰毛刺，其中毛刺部分幅度大，频率高，因而含有较高的能量。它一般是由续流或者吸收（钳位）二极管反向恢复引起的冲击电流回路，是最容易引起干扰的元凶。 4、 以上四种电流对应流经一段地线，并可能在对应的地线段上产生干扰电位差。 电流分类是开关电源布线的主要线索，请大家记住这个图。 关键词二：电容 从图中可以看出，It 和 Ip 电流完全（不是部分）地流经了各自对应的一个电容 Ci 和 Co。一般人很少去关注电容上流过的电流，而实际上这正是开关电源布局的关键之一。干扰都是通过电容被旁路的，整个电路最强劲电流都在电容上，电容很重要！ 按照反应速度分，最快的器件是电容、二极管（别跟我扯正向恢复）等器件，最慢的器件是电感等器件。 要领一：高频脉冲电流 Ip 回路最小化（第一个圈） 首先找到你电路的高频脉冲电流 Ip 回路（每个拓扑都有的），它一般都是由包括开关管在内的快速器件组成的环路，在布局上让它最小化（连线最短、面积最小，因而干扰最小）。 这个是整个开关电源布局的第一步，而不是先去张罗输入输出在哪？IC放哪？ 这样连接后，ND两个地会合并在一起，形成一个点，这个点就是整个电路的接地中心。 要领二：拓扑电流 It 回路最小化 （第二个圈） 找到你电路的拓扑电流 It 回路（每个拓扑都有的），它一般都是包含了一个电感（或者变压器原边）的拓扑主回路的一部分，让它最小化。 注意： 1、It 回路与 Ip 回路有部分重叠（才能构成拓扑），因此 It 回路（应该）是在 Ip 回路（已经布置好的）基础上的延伸。 2、有时候这两个回路的布局有冲突，一般应以 Ip 回路为主。 3、对于隔离拓扑，It 回路被变压器分隔成原边和付边两部分，应分开最小化布置。 4、 如果 It 回路有个接地点，那么这个接地点应与上述接地中心重合，不能布置到一个点时，也要尽量缩短距离，同时留心这段地线上的 It 电流可能的影响。 5、条件受限时，上述2个回路的（输入输出）电容可能不能共地，必要时可以电气并联的方式就近增加一个（或两个可以共地的）高频电容达成共地。 画好这两个圈，这个PCB板布局的大致方位基本上确定了。现在再考虑控制在哪？输入输出在哪？ 需要特别指出的是： 1、这种布局是针对硬开关的，但是对软开关拓扑仍然有效，你总不希望自己的软开关谐振波形上再意外出现一个小波吧？ 2、这种布局是针对硬开关的，它就是要让电路看上去更加符合理论波形，拿掉毛刺、拿掉尖峰。另一层意思是：它会更硬一些（可能对EMC某些频段不利）。 3、从EMC角度，这种布局就是总体最优化结构，整体上最容易过辐射和传导测试。具体到某个板能不能过？按这样布局后的整改工作量和成本也是最小。 |
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