在任何開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中，PCB板的物理設(shè)計(jì)是最后一個(gè)環(huán)節(jié)。如果設(shè)計(jì)方法不當(dāng)，PCB可能會(huì)輻射出過(guò)多的電磁干擾，導(dǎo)致電源工作不穩(wěn)定。
一、 從原理圖創(chuàng)建元件參數(shù)到PCB設(shè)計(jì)流程->輸入原理圖網(wǎng)表->設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)置->手動(dòng)布局->手動(dòng)布線(xiàn)->驗(yàn)證設(shè)計(jì)->審核->CAM輸出。
二、 參數(shù)設(shè)置中相鄰導(dǎo)體的間距必須滿(mǎn)足電氣安全要求，間距盡量寬，以利于操作和生產(chǎn)。最小間距應(yīng)至少適合電壓。當(dāng)布線(xiàn)密度較低時(shí)，可以適當(dāng)增加信號(hào)線(xiàn)的間距。高低電平差的信號(hào)線(xiàn)盡量短，間距要加大。一般布線(xiàn)間距設(shè)置為8mil。焊盤(pán)內(nèi)孔邊緣到印制板邊緣的距離應(yīng)大于1mm，以免在加工過(guò)程中出現(xiàn)焊盤(pán)缺陷。當(dāng)與焊盤(pán)連接的布線(xiàn)較細(xì)時(shí)，焊盤(pán)與布線(xiàn)之間的連接應(yīng)設(shè)計(jì)成水滴狀。這樣做的好處是焊盤(pán)不易剝落，但布線(xiàn)和焊盤(pán)不易斷開(kāi)。
三、元件布局實(shí)踐證明，即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確，印刷設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會(huì)對(duì)電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如，如果印制板的兩條細(xì)平行線(xiàn)靠得很近，就會(huì)形成信號(hào)波形的延遲，在傳輸線(xiàn)的末端會(huì)形成反射噪聲；電源和地線(xiàn)考慮不當(dāng)造成的干擾會(huì)降低產(chǎn)品的性能。因此，在設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)應(yīng)采用正確的方法。每個(gè)開(kāi)關(guān)電源都有四個(gè)電流電路：
(1)電源開(kāi)關(guān)交流電路
(2) 輸出整流交流電路
(3) 輸入信號(hào)源電流環(huán)
(4) 輸出負(fù)載電流回路和輸入回路通過(guò)直流電流給輸入電容充電，濾波電容主要起到寬帶儲(chǔ)能的作用；同樣，輸出濾波電容也用于存儲(chǔ)輸出整流器的高頻能量，消除輸出負(fù)載電路的直流能量。因此，輸入和輸出濾波電容的端子非常重要。輸入和輸出電流電路只能從濾波電容器的端子連接到電源；如果輸入/輸出電路與電源開(kāi)關(guān)/整流電路之間的連接不能直接連接到電容器的端子上，則交流能量會(huì)通過(guò)輸入或輸出濾波電容器輻射到環(huán)境中。電源開(kāi)關(guān)的交流電路和整流器的交流電路都含有高幅度梯形電流。這些電流的諧波成分非常高，其頻率遠(yuǎn)大于開(kāi)關(guān)的基本頻率。峰值幅度最高可達(dá)連續(xù)輸入/輸出直流電流幅度的 5 倍。轉(zhuǎn)換時(shí)間通常約為 50ns。這兩個(gè)電路最容易產(chǎn)生電磁干擾，因此必須在布線(xiàn)電源中的其他印刷線(xiàn)路之前鋪設(shè)這些交流電路。每個(gè)電路的三個(gè)主要元件，濾波電容、電源開(kāi)關(guān)或整流器、電感器或變壓器，應(yīng)彼此相鄰放置。調(diào)整組件位置，使它們之間的當(dāng)前路徑盡可能短。建立開(kāi)關(guān)電源布局的最佳方法類(lèi)似于其電氣設(shè)計(jì)。
最佳設(shè)計(jì)流程如下：
- 放置變壓器
- 設(shè)計(jì)電源開(kāi)關(guān)電流電路
- 輸出整流器設(shè)計(jì)電流電路
- 控制電路連接交流電源電路
- 設(shè)計(jì)輸入電流源電路和輸入濾波器
設(shè)計(jì)輸出負(fù)載電路和輸出濾波器，根據(jù)電路的功能單元，電路各元件的布局應(yīng)遵循以下原則：
(1) 首先，考慮PCB尺寸。 PCB尺寸過(guò)大時(shí)，印制線(xiàn)長(zhǎng)，阻抗增加，抗噪能力降低，成本增加；如果太小，散熱差，相鄰線(xiàn)路容易受到干擾。電路板的最佳形狀是長(zhǎng)方形，長(zhǎng)寬比為3:2或4:3。位于電路板邊緣的元件與電路板邊緣的距離一般不小于2mm。
(2) 放置設(shè)備時(shí)，要考慮以后的焊接，不要太密集
(3) 以各功能電路的核心元件為居中，并圍繞它排列。元器件在PCB上應(yīng)排列均勻、有序、緊湊，盡量減少和縮短元器件之間的引線(xiàn)和連接。去耦電容盡量靠近元器件的VCC
(4) 對(duì)于高頻工作的電路，應(yīng)考慮元件之間的分布參數(shù)。對(duì)于一般電路，元件應(yīng)盡量并聯(lián)布置。這樣不僅美觀(guān)，而且易于組裝和焊接，易于批量生產(chǎn)。
(5) 根據(jù)電路流向布置各功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流向，盡量保持信號(hào)方向一致。
(6) 布局的首要原則是保證布線(xiàn)的分布率。移動(dòng)元件時(shí)注意飛線(xiàn)的連接，將有接線(xiàn)關(guān)系的元件放在一起。
(7)盡可能減小環(huán)路面積，抑制開(kāi)關(guān)電源的輻射干擾
四、接線(xiàn)開(kāi)關(guān)電源含有高頻信號(hào)。 PCB 上的任何印刷線(xiàn)都可以充當(dāng)天線(xiàn)。印制線(xiàn)的長(zhǎng)度和寬度會(huì)影響其阻抗和電感，從而影響頻率響應(yīng)。甚至通過(guò)直流信號(hào)的印制線(xiàn)也會(huì)耦合到來(lái)自相鄰印制線(xiàn)的射頻信號(hào)，導(dǎo)致電路出現(xiàn)問(wèn)題（甚至再次輻射干擾信號(hào)）。因此，所有通過(guò)交流電流的印制線(xiàn)都應(yīng)設(shè)計(jì)得盡可能短和寬，這意味著與印制線(xiàn)和其他電源線(xiàn)相連的所有元件都必須靠近放置。印制線(xiàn)的長(zhǎng)度與其電感和阻抗成正比，而寬度與其電感和阻抗成反比。長(zhǎng)度反映了印刷線(xiàn)路響應(yīng)的波長(zhǎng)。長(zhǎng)度越長(zhǎng)，印制線(xiàn)可以發(fā)送和接收電磁波的頻率越低，可以輻射出更多的射頻能量。根據(jù)印制電路板的電流，盡量租用電源線(xiàn)的寬度，以降低回路電阻。同時(shí)，使電源線(xiàn)和地線(xiàn)的方向與電流的方向一致，有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。接地是開(kāi)關(guān)電源四個(gè)電流回路的底部支路，起著電路公共參考點(diǎn)的重要作用，是控制干擾的重要方法。因此，在布局時(shí)應(yīng)仔細(xì)考慮接地線(xiàn)的放置。各種接地線(xiàn)混用會(huì)造成供電不穩(wěn)定。
地線(xiàn)設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1、正確選擇單點(diǎn)接地 一般情況下，濾波電容的公共端應(yīng)該是其他接地點(diǎn)與大電流交流地耦合的唯一連接點(diǎn)。同級(jí)電路的接地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近，本級(jí)電路的電源濾波電容也應(yīng)接在本級(jí)的接地點(diǎn)上，主要考慮電路各部分返回的電流地是可變的，實(shí)際流過(guò)的線(xiàn)路的阻抗會(huì)導(dǎo)致電路各部分地電位的變化，引入干擾。在這種開(kāi)關(guān)電源中，其布線(xiàn)和元件之間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾的影響較大，所以采用了一點(diǎn)接地，即電源開(kāi)關(guān)電流電路（地電路中的幾個(gè)元件的地線(xiàn)接在接地腳上，輸出整流器的電流電路中的幾個(gè)元件的地線(xiàn)也接在相應(yīng)濾波電容的接地腳上，使電源工作更穩(wěn)定并且不易自激，如果不能做到單點(diǎn)，在公共地線(xiàn)接兩個(gè)二極管或一個(gè)小電阻，可以接一個(gè)比較集中的銅箔。
2. 盡量加粗接地線(xiàn)。如果接地線(xiàn)很細(xì)，接地電位會(huì)隨著電流的變化而變化，導(dǎo)致電子設(shè)備的時(shí)序信號(hào)電平不穩(wěn)定，抗噪性能變差。因此，確保每個(gè)大電流接地端子使用盡可能短和寬的印刷線(xiàn)，并盡可能加寬電源和地線(xiàn)的寬度。地線(xiàn)最好比電源線(xiàn)寬。它們的關(guān)系是：地線(xiàn)>電源線(xiàn)>信號(hào)線(xiàn)。如有可能，接地線(xiàn)的寬度應(yīng)大于3mm，大面積覆蓋每層也可用作接地線(xiàn)。印制板上未使用的部分作為接地線(xiàn)連接到大地。全局布線(xiàn)時(shí)還必須遵循以下原則
(1) 布線(xiàn)方向：從焊接面看，元器件的排列方向盡量與原理圖一致，布線(xiàn)方向與電路圖的布線(xiàn)方向一致。由于在生產(chǎn)過(guò)程中通常需要對(duì)焊接面的各種參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，這樣便于生產(chǎn)中的檢查、調(diào)試和維護(hù)（注：是指在滿(mǎn)足電路性能、整機(jī)安裝和面板等要求的前提下）布局）。
(2) 設(shè)計(jì)接線(xiàn)圖時(shí)，走線(xiàn)盡量少轉(zhuǎn)，印刷弧線(xiàn)上線(xiàn)寬不突變，線(xiàn)角≥90度，線(xiàn)路盡量簡(jiǎn)潔明了.
(3) 印刷電路中不允許有交叉電路。可能交叉的線(xiàn)可以通過(guò)“鉆孔”或“纏繞”來(lái)解決。也就是說(shuō)，讓一根引線(xiàn)“鉆”過(guò)其他電阻、電容和三極管腳下的縫隙，或者“繞”過(guò)可能交叉的引線(xiàn)的一端。特殊情況下，如何讓電路變得非常復(fù)雜？為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，也允許使用跳線(xiàn)來(lái)解決交叉電路問(wèn)題。由于采用單面板，直插式元件位于頂面，表面貼裝元件位于底側(cè)，因此直插式元件可以在布局中與表面貼裝元件重疊，但焊盤(pán)應(yīng)避免重疊。
3. 本開(kāi)關(guān)電源的輸入地和輸出地為低壓DC-DC。為了將輸出電壓反饋回變壓器的初級(jí)，兩側(cè)的電路應(yīng)該有一個(gè)共同的參考地。因此，兩側(cè)的地線(xiàn)鋪銅后，應(yīng)連接在一起形成公共地線(xiàn)
五、檢查布線(xiàn)設(shè)計(jì)后，要仔細(xì)檢查布線(xiàn)設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)者制定的規(guī)則，還要確認(rèn)制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的要求。一般要檢查線(xiàn)、線(xiàn)與元件焊盤(pán)、線(xiàn)與通孔、元件焊盤(pán)與通孔、通孔與通孔的距離是否合理，符合生產(chǎn)要求。電源線(xiàn)和地線(xiàn)的寬度是否合適，PCB中是否有可以加寬地線(xiàn)的地方。注意：有些錯(cuò)誤可以忽略。例如，一些連接器的Outline部分部分放在板框外，檢查間距時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤；此外，每次修改布線(xiàn)和過(guò)孔時(shí)，都應(yīng)重新覆銅。
六、 根據(jù)《PCB checklist》復(fù)核，包括設(shè)計(jì)規(guī)則、層定義、線(xiàn)寬、間距、焊盤(pán)和過(guò)孔設(shè)置，重點(diǎn)關(guān)注器件布局的合理性、電源和地線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的走線(xiàn)、布線(xiàn)和屏蔽高速時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)，以及去耦電容的放置和連接。
七、設(shè)計(jì)輸出照片文件的注意事項(xiàng)：
a. 輸出層包括布線(xiàn)層（底層）、絲印層（包括頂層絲印和底層絲印）、阻焊層（底層阻焊）、鉆孔層（底層）、NC鉆孔文件
灣。
b. 設(shè)置絲印層的層數(shù)時(shí)，不要選擇Part Type，而是選擇頂層（底層）和絲印層的Outline、Text和Linec 設(shè)置每一層的層數(shù)時(shí)，選擇Board Outline。在設(shè)置絲印層的圖層時(shí)，不要選擇Part Type，而是選擇頂（底）層和絲印層的輪廓、文字和線(xiàn)條。 d。生成鉆孔文件時(shí)，使用 PowerPCB 的默認(rèn)設(shè)置，不要做任何更改。
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