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PCB设计如何影响电源EMC性能?

ZLG致远电子 ? 2019-02-12 09:56 ? 次阅读

各位电子工程师想必都知道,设计时,PCB设计占据很重要的地位。以电源为例,PCB设计会直接影响电源的EMC性能、输出噪声、抗干扰能力,甚至是基本功能。电源部分的PCB布线与其他硬件稍有不同,该如何设计?本文为你揭秘。

间距

对于高电压产品必须要考虑到线间距。能满足相应安规要求的间距当然最好,但很多时候对于不需要认证,或没法满足认证的产品,间距就由经验决定了。

多宽的间距合适?必须考虑生产能否保证板面清洁、环境湿度、其他污染等情况如何

对于市电输入,即使能保证板面清洁、密封,MOS管漏源极间接近600V,小于1mm事实上也比较危险了!

板边缘的元器件

在PCB边沿的贴片电容或其他易损坏的器件,在放置时必须考虑PCB分板方向,如图是各种放置方法时,器件受到的应力大小对比。

图1 分板时器件受到的应力对比

由此可以看出,器件应远离并平行于分板边缘,否则可能因为PCB分板导致元器件受损。

环路面积

无论是输入或是输出、功率环路或信号环路,应尽可能的小。功率环路发射电磁场,将导致较差的EMI特性或较大的输出噪声;同时,若被控制环接收,很可能引起异常。

另一方面,若功率环路面积较大,其等效寄生电感也会增大,可能增加漏极噪声尖峰。

关键走线

因di/dt 作用,必须减小动态节点处电感,否则会产生较强的电磁场。若要减小电感,主要是要减少布线的长度,增加宽度作用较小。

信号线

对于整个控制部分,布线时应考虑将其远离功率部分。若因其他限制两者靠得较近,不应将控制线与功率线并行,否则可能导致电源工作异常、震荡。

另外若控制线很长,应该将来回的一对线的靠近,或将二者置于PCB的两个面上并正对着,从而减小其环路面积,避免被功率部分的电磁场干扰。如图2说明了A、B两点间,正确与错误的信号线布线方法。

图2 正确与错误的信号线布线方法。

当然,信号线上应尽量减少用于连接的过孔!

铺铜

有的时候铺铜是完全没有必要的,甚至应该避免。若铜面积足够大且其电压不断变化,一方面它可能作为天线,向周围辐射电磁波;另一方面它又很容易拾起噪声。

通常只允许在静态节点铺铜,例如对输出端“地”节点铺铜,可以等效增加输出电容,滤除一些噪声信号。

映射

对于一个回路,可以在PCB的一面进行铺铜,它会根据PCB另一面的布线自动映射,使这个回路的阻抗最小。这就好像一组不同阻抗值的阻抗并联,电流会自动选择阻抗最小的路径流过一样。

事实上可以在控制部分电路的一面进行连线,而在另一面对“地”节点铺铜,两个面间通过过孔连接。

输出整流二极管

输出整流二极管若离输出端比较近,不应将其与输出平行放置。否则二极管处产生的电磁场将穿入电源输出与外接负载形成的环路,使测得的输出噪声增大。

图3 正确与错误的二极管放置方向

地线

地线的布线必须非常小心,否则可能引起EMS、EMI性能和其他性能变差。对于开关电源PCB的“地”,至少做到以下两点:

  • 功率地和信号地,应单点连接;

  • 不应有存在地环路。

Y电容

输入输出经常会接入Y电容,有时因某些原因,可能无法将其挂在输入电容地上,此时切记,一定要接在静态节点,如高压端。

其他

实际电源PCB设计时,可能还要考虑其他一些问题,例如“压敏电阻应紧靠被保护电路”、“共模电感应增加放电齿”、“芯片VCC供电处应增加瓷片电容”等等。另外,是否需特殊处理,如铜箔、屏蔽等,在PCB设计阶段也是需要考虑的。

有时往往会遇到多个原则相互冲突的情况,满足其中一个就满足不了其他的,这是需要工程师应用已有的经验,根据实际项目需求,确定最合适的布线了!

总结

为打造高稳定的产品,在硬件设计中需要的设计细节是很多的,本文仅是介绍硬件中的最为常见的电源设计。为使整体产品或系统拥有稳定、可靠的供电,大部分工程师会选择电源模块作为系统供电的基础。

原文标题:【电源设计经验】电源PCB设计篇

文章出处:【微信号:ZLG_zhiyuan,微信公众号:ZLG致远电子】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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AD5384 40通道、3 V/5 V、单电源、串行14位denseDAC?

AD5390 16通道、3 V/5 V串行输入、单电源、14位电压输出

信息优势和特点 AD5390: 16通道、14位电压输出DAC AD5391: 16通道、12位电压输出DAC AD5392: 8通道、14位电压输出DAC 保证单调 INL±1 LSB 最大值 (AD5391)±3 LSB 最大值 (AD5390-5/AD5392-5)±4 LSB 最大值 (AD5390-3/AD5392-3) 片上1.25/2.5 V、10 ppm/°C参考基准 温度范围:?40°C至+85°C 轨到轨输出放大器 关断模式 封装类型64引脚LFCSP(9 mm × 9 mm)52引脚LQFP(10 mm × 10 mm) 用户接口 欲了解更多特性,请参考数据手册产品详情AD5390/AD5391分别是14位和12位的单电源供电、16通道DAC。AD5392是一款单电源供电的8通道14位DAC。这些产品采用64引脚LFCSP封装或52引脚LQFP封装。所有通道配有一个片上带轨到轨输出的放大器。所有器件均内置1.25/2.5 V、10 ppm/°C参考基准和片上通道监测功能(将模拟输出多路复用到一个公共的MON_OUT引脚以实现外部监测),并采用输出放大器升压模式,可实现最优的输出放大器压摆率。AD5390/AD5391/AD5392包含一个接口速度超过30 MHz的3线串行接口,符合SPI?、QSPI?、MICROWIRE?和DSP接口标准,以及一个支持400 k...
发表于 04-18 19:26 ? 4次 阅读
AD5390 16通道、3 V/5 V串行输入、单电源、14位电压输出

AD5382 32通道、14位、3 V/5 V单电源、电压输出DAC

信息优势和特点 保证14位单调性 高精度(INL = ±4 LSB) 用户可编程失调与增益,方便系统校准 1.25 V/2.5 V片内基准电压源,温度系数:10 ppm/?C 以轨到轨方式工作的片内输出放大器 可选升压模式提供更快压摆率(典型值为8 ?s) 串行SPI接口、 I2C 接口和并行接口 通过引脚同时更新DAC输出 清零至用户可编程代码功能 低功耗(每通道300 ?A)产品详情AD5382是一款32通道、14位DAC,提供14 mm x 14 mm、100引脚LQFP封装。它采用3 V或5 V单电源供电,按通道提供可编程增益(m)与失调(c),以便于系统校准。各DAC通道均要经过双缓冲,因而通过LDAC引脚可以同时更新所有DAC输出。每个通道均具有一个能够以轨到轨方式工作的片内输出放大器。AD5382内置一个1.25 V/2.5 V低漂移基准电压源。它含有一个WR脉冲宽度为20 ns的并行接口、一个30 MHz SPI接口及一个400 kHz I2C兼容接口。这款器件与AD5380 (40通道、14位DAC)、AD5381(40通道、12位DAC)及AD5383 (32通道、12位DAC)引脚兼容。...
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AD5382 32通道、14位、3 V/5 V单电源、电压输出DAC

AC1352 电源连接器

信息产品分类接口和隔离 IOS子系统Additional 3B Resources: Accessories, Backplanes and Power SuppliesSales and Service: North America (SCS Embedded Tech), Rest of WorldDownload a PDF copy of this user manual
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AC1352 电源连接器

AC1341 6英尺直流电源线

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AC1341 6英尺直流电源线

AC1307 3B系列电源、115V交流输入、±15V DC (+800/-225mA)和+24V DC (350mA)输出

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发表于 04-18 19:14 ? 6次 阅读
AC1307 3B系列电源、115V交流输入、±15V DC (+800/-225mA)和+24V DC (350mA)输出

AC1301 3B系列电源、115V交流输入、±15V DC、±350mA输出

信息产品分类接口和隔离 IOS子系统产品详情AC1301是一款AC/DC双输出、±15 V DC电源,提供±350 mA的电流。利用附带的安装夹和硬件,可以将其安装在3B01、3B02或3B03背板上。工作温度范围为-25°C至+70°C。
发表于 04-18 19:14 ? 6次 阅读
AC1301 3B系列电源、115V交流输入、±15V DC、±350mA输出

BQ500511 无线电源发送器控制器

信息描述 bq500511 是一款无线电源发送器控制器。在与 bq50002 模拟前端器件搭配使用时,该器件集成了创建符合 Qi 标准或 5V 专用发送器所需的全部功能。 bq500511 和 bq50002 共同构成一款紧凑型无线充电器解决方案。 bq500511 对周围环境执行 ping 操作来寻找需要供电的接收器器件,之后会与 Rx 器件安全接合、接收充电器件传输的通信数据包以及根据 WPC v1.2 规范管理功率传输。bq500511 特有的 Dynamic Power Limiting? (DPL) 功能可最大限度地提升无线电源控制应用的灵活性。 对于功率受限的输入电源,DPL 对其可用功率进行无缝优化来改善用户体验。通过持续监测已建立电源传输的效率,该系统支持外来物体检测 (FOD),以防因在无线电源传输场中错误放置金属物体而产生功率损耗。 如果在电源传输过程中出现任何异常情况,bq500511 将对其进行处理并提供指示输出。 综合状态和故障监视特性可实现一款经 Qi 认证的低成本且稳健耐用的无线电源系统设计方案。bq500511 采用 6mm x 6mm 耐热增强型 40 引脚超薄四方扁平无引线 (VQFN) 封装。特性 符合无线充电联盟 v1.2 A11 规范的数字控制器 专为与 bq50002 模拟前端搭配使用而设计 适用于无线充电...
发表于 04-18 19:10 ? 14次 阅读
BQ500511 无线电源发送器控制器

BQ500412 自由定位、符合 Qi 标准的无线电源发送器管理器

信息描述 bq500412 是一款符合 Qi 标准的超值解决方案,此解决方案集成了控制到单个 WPC1.1 兼容接收器无线电源传输所需的全部功能。 它与 WPC1.1 标准兼容,并且设计用于具有可选升压转换器的 12V,或 5V 系统,作为一个无线电源联盟 A6 类型自由定位发射器。 bq500412周围环境以寻找将被供电的 WPC 兼容器件,安全使用器件,接收来自被供电器件的数据包通信并根据 WPC1.1 娱乐城白菜论坛规范管理电源传输。 为了大大增加无线电源控制应用中的灵活性, Dynamic Power Limiting (DPL) 在器件与 5V 输入电源供电的可选升压转换器一同使用时具有 bq500412 的性能。 Dynamic Power Limiting 通过无缝优化受限输入电源上可用功率的用量, 提高了用户体验。 通过持续监控已建立的电源传输的效率,bq500412 支持针对以往产品的外来物体检测 (FOD) 和增强性寄生金属检测 (PMOD),从而防止由于在无线电源传输场中错误放置金属物体而导致的电源丢失。 如果在电源传输期间发生任何异常情况,bq500412 对其进行处理并提供指示器输出。 综合状态和故障监视特性可实现一个低成本但是稳健耐用的,符合 Qi 标准的无线电源系统设计。 bq500412 采用 48 引脚,7mm ...
发表于 04-18 19:10 ? 8次 阅读
BQ500412 自由定位、符合 Qi 标准的无线电源发送器管理器

BQ500215 BQ500215 固定频率 10W WPC1.1 无线电源发送器

信息描述bq500215 是一款专用数字无线电源控制器,它集成了控制无线电源传输至单个 WPC 兼容接收器所需的逻辑功能。bq500215 符合 WPC v1.2 标准,可输出高达 5W 的功率;使用专有的双向通信协议,结合 bq51025 无线电源接收器可实现高达 10W 的充电功率。bq500215 是一款智能器件,它可以定期询问周围环境中要充电的设备,检测充电板上是否有外来金属物体,监视所有无线充电设备的通信并按照充电设备的反馈来调整施加到发送器线圈上的电源。bq500215 还可以处理功率输出相关的故障条件,并控制运行模式状态指示灯。bq500215 使用电源电压控制机制代替传统的频率控制来调节传送到接收器的功率。特性经 Qi 认证的 WPC v1.2 解决方案,适用于 5W 运行,配合 TI bq51025 无线电源接收器可提供专有的 10W 充电能力专有 TI bq51025 接收器的认证协议 更快的充电时间 兼容标准 5W WPC 接收器12V 输入,固定频率,电源电压控制架构 符合无线电源联盟 (WPC) A29 发送器类型娱乐城白菜论坛规范 通过 FOD Ping 实现增强型外来物体检测 (FOD),可在电源传输前检测金属物体空闲和“充电完成”期间低待机功耗 10 种可配置的 LED 模式,可指示充电状态和故障...
发表于 04-18 19:10 ? 6次 阅读
BQ500215 BQ500215 固定频率 10W WPC1.1 无线电源发送器

BQ500212A 符合 Qi 标准的 5 V 无线电源发送器管理器

信息描述 bq500212A 是一款经 Qi 认证的超值解决方案,此解决方案集成了控制到单个 WPC1.1 兼容接收器无线电源传输所需的全部功能。 它与 WPC1.1 兼容,并且被设计成用于 5V 系统的无线电源联盟类型 A5 或 A11 发射器。 bq500212A周围环境以寻找将被供电的 WPC 兼容器件,安全使用器件,接收来自被供电器件的数据包通信并根据 WPC1.1 娱乐城白菜论坛规范管理此电源传输。 为了最大限度地增加无线电源控制应用中的灵活性, Dynamic Power Limiting (DPL) 成为 bq500212A 的特性。 Dynamic Power Limiting 通过无缝优化受限输入电源上可用功率的用量提高用户体验。 通过持续监控已建立的电源传输的效率,bq500212A 支持针对以往产品的外来物体检测 (FOD) 和增强性寄生金属检测 (PMOD),从而防止由于在无线电源传输场中错误放置金属物体而导致的电源丢失。 如果在电源传输期间发生任何异常情况,bq500212A 对其进行处理并提供指示器输出。 综合状态和故障监视特性可实现一个低成本但是稳健耐用的,经 Qi 认证的无线电源系统设计。 bq500212A 采用 48 引脚,7mm x 7mm 四方扁平无引线 (QFN) 封装。特性 针对发射端应用的已经验证,经 Qi 认证...
发表于 04-18 19:10 ? 5次 阅读
BQ500212A 符合 Qi 标准的 5 V 无线电源发送器管理器

BQ24278 具有电源路径的 2.5A 单输入单节开关模式锂离子电池充电器

信息描述 bq24278 高度集成的单节锂离子电池充电器和系统电源路径管理器件针对空间有限且带有高容量电池的便携式应用。 单节充电器由一个诸如 AC(交流)适配器或者无线电源的专用充电源供电运行。此电源路径管理特性使得 bq24278 能够在为电池独立充电的同时从一个高效 DC 到 DC 转换器为系统供电。 此充电器一直监视电池电流并在系统负载所需电流超过输入电流限制时减少充电电流。 这样可实现正常的充电终止和定时器运行。 系统电压被调节至电池电压,但不会下降至低于 3.5V。 最小系统电压支持使得此系统能够与一个残次品或者有缺失的电池组一起运行并且即使在电池完全放电或者无电池的情况下也可实现瞬时系统启动。 当适配器不能传送峰值系统电流时,此电源路径管理架构还允许电池补充系统电流需要。 这样可使用较小的适配器。 电池充电经历以下三个阶段:充电,恒定电流和恒定电压。 在所有的充电阶段,一个内部控制环路监视 IC 结温并且在超过内部温度阀值的情况下减少充电电流。 此外,bq24278 提供一个基于电压的电池组热敏电阻器监控输入 (TS) 来监控电池温度以保证安全充电。特性 具有独立电源路径控制的高效开关模式充电器从深度放电电池或者在无电...
发表于 04-18 19:10 ? 4次 阅读
BQ24278 具有电源路径的 2.5A 单输入单节开关模式锂离子电池充电器

华为中兴和华硕的PCB设计工艺及规范的详细资料说明

本文档的主要内容详细介绍的是华为中兴和华硕的PCB设计工艺及规范的详细资料说明.
发表于 04-18 17:30 ? 73次 阅读
华为中兴和华硕的PCB设计工艺及规范的详细资料说明

脉冲电源优点

脉冲电源有单正脉冲和双正、负脉冲电源,采用独特的调制娱乐城白菜论坛,数字化控制。正向脉冲开启宽度(T+)和负向....
的头像 发烧友学院 发表于 04-18 17:08 ? 143次 阅读
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如何解决智能手机EMI的干扰问题

国内智能手机规模的扩大,很大程度上得益于各大手机厂商以及运营商对中低端智能机型的推广和普及,中国正在....
发表于 04-18 17:05 ? 42次 阅读
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PCB电路板线宽和孔径要求及过孔对散热造成什么影响

过孔(via)是多层PCB的重要组成部分之一,钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。简单的....
发表于 04-18 16:52 ? 330次 阅读
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PCB剪板机的特点及操作步骤介绍

剪板机是采用合理的刀片间隙,对各种厚度的金属板材施加剪切力,使板材按所需要的尺寸断裂分离。剪板机属于....
发表于 04-18 16:33 ? 214次 阅读
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四层板的叠层顺序设计及需考虑哪些因素

这应当是四层板中最好的一种情况。因为外层是地层,对EMI有屏蔽作用,同时电源层同地层也可靠得很近,使....
发表于 04-18 16:19 ? 307次 阅读
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电镀电源的使用方法

建议把高频电镀电源固定在电镀槽板旁边或者电镀槽板之上,这样可让以后的操作相对方便。将您事先准备好的电....
的头像 发烧友学院 发表于 04-18 16:19 ? 156次 阅读
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PCB六层的两种板叠层结构方案介绍

  随着娱乐城白菜论坛的发展,通讯行业芯片的速率也越来越高,对PCB板上信号质量和电源的完整性的要求也越来越严....
发表于 04-18 15:56 ? 241次 阅读
PCB六层的两种板叠层结构方案介绍

PCB六层板的制作步骤与布局技巧介绍

6层板由于PCB板中可以有两层地,所以可以将模拟地和数字地分开。对于统一地还是分开地,涉及到电磁干扰....
发表于 04-18 15:35 ? 196次 阅读
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pcb多层板设计

pcb多层板是一种特殊的印制板,它的存在“地点”一般都比较特殊,例如说 电路板 之中就会有pcb多层....
的头像 发烧友学院 发表于 04-18 15:32 ? 121次 阅读
pcb多层板设计

pcb多层板的好处

对于最基本的PCB,元件集中在一面,导线则集中在另一面,因为只能在其中一面布线,所以我们就称这种PC....
的头像 发烧友学院 发表于 04-18 15:29 ? 143次 阅读
pcb多层板的好处

pcb抄板需要什么工具

工欲善其事,必先利其器。合适的PCB抄板工具是PCB抄板效率和质量的保障, PCB抄板中会用到哪些工....
的头像 发烧友学院 发表于 04-18 15:27 ? 145次 阅读
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pcb抄板收费计算方式

PCB抄板价格根据不同板子和要求有一定差异,怎么算抄板费用可以参考下面的几个方面。PCB抄板价格计算....
的头像 发烧友学院 发表于 04-18 15:17 ? 150次 阅读
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pcb抄板什么意思

PCB抄板,业界也常被称为电路板抄板、电路板克隆、电路板复制、PCB克隆、PCB逆向设计或PCB反向....
的头像 发烧友学院 发表于 04-18 15:16 ? 143次 阅读
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PCB抄板软件如何选择

抄板软件的好坏主要还是取决于功能是否完整,最好是把所有工作都能在抄板软件里去做,这样效率才高,包括元....
的头像 发烧友学院 发表于 04-18 15:13 ? 142次 阅读
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PCB四层板抄板步骤及制作过程介绍

四层板(4 layers)指的是电路印刷板PCB Printed Circuit Board用4层的....
发表于 04-18 15:07 ? 274次 阅读
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pcb抄板技巧

四层板是抄板中经常遇到的一种多层板类型,怎样快速抄四层板pcb ?经过拆原件、磨板等基础抄板前期准备....
的头像 发烧友学院 发表于 04-18 15:07 ? 140次 阅读
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pcb抄板的具体步骤

PCB抄板的步骤是怎样的?PCB抄板的娱乐城白菜论坛实现过程简单来说,就是先将要抄板的电路板进行扫描,记录详细....
的头像 发烧友学院 发表于 04-18 15:07 ? 126次 阅读
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PCB双面板的画法及布线技巧

在当今激烈竞争的电池供电市场中,由于成本指标限制,设计人员常常使用双面板。尽管多层板(4层、6层及8....
发表于 04-18 14:50 ? 267次 阅读
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pcb规则及布线

一般布局PCB,我们会遵循“先大后小,先难后易”的布置原则,也就是说我们一般先去布局重要单元电路,以....
的头像 发烧友学院 发表于 04-18 14:48 ? 137次 阅读
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PCB双面板的定义及制作流程

  PCB双面板(double-sided boards)的两面都有布线。不过要用上两面的导线,必须....
发表于 04-18 14:35 ? 206次 阅读
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PCB电路板的工艺及设计规范要求有哪些?

  印制电路板,又称印刷电路板,印刷线路板,英文简称PCB或PWB,是重要的电子部件,是电子元器件的....
发表于 04-18 14:22 ? 236次 阅读
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PCB抄板是什么?制造过程是怎样的?

  PCB抄板就是一种反向研究娱乐城白菜论坛,就是通过一系列反向研究娱乐城白菜论坛,来获取一款优秀电子产品的PCB设计电....
发表于 04-18 14:00 ? 240次 阅读
PCB抄板是什么?制造过程是怎样的?

BT401蓝牙音频双模IIS数传BLE模块的详细资料合集免费下载

BT401模块是一款支持蓝牙、U盘、TF卡播放的5合1的解决方案。模组的亮点在支持无损音乐的播放,以....
发表于 04-18 08:00 ? 19次 阅读
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