關於PCB 布局以及注意事項

一、簡介

PCB布局和回流路徑的設計對於電路的EMC性能至關重要,尤其是在電源轉換電路中。因此,在設計初期將回流路徑可視化是一個重要的環節,通過可視化回流路徑,pcb making company可以輔助設計和控制整個回路的區域。

可視化回流路徑可以直觀地看到整個信號或電源的工作區域,從而找到減少回路感抗和高頻阻抗的方法。在單層PCB設計中,由於沒有完整的地返回平面,multilayer pcb有時需要引用額外的去耦電容或者“飛線”,以減少回路面積。

相比之下,在兩層板中具有更多的優勢,因為層與層之間的走線可以通過過孔連接,並優化回路面積。

有時在進行PCB設計時會建議割地處理(例如模擬和數字地),PCB board china但根據我們的經驗,這樣做往往會導致額外的EMC問題。

二、可視化完整的回流路徑

在設計過程中,我們建議將所有電源和信號路徑的正向和返回電流分三步繪制。步驟1:在原理圖上繪制完整的電源路徑。步驟2:在PCB圖上同樣繪制電源路徑。步驟3:根據上述兩步的結果,優化PCB布局並最小化環路面積。

在討論DC-DC電路設計時,回流路徑的設計一直是關注的重點。

在直流或低頻(低於100kHz)下,電流會沿著阻值最小的路徑返回源端。在較高頻率下,回流信號會走感抗最小的路徑。該感抗由電流的正向和返回路徑所形成的環路面積決定。當回流路徑直接位於電流正向路徑下方時,整個環路面積最小,感抗也最小。這意味著如果有完整的地平面,高頻電流會直接在正向路徑下方的地平面回流到源端。

我們假設電流路徑從U1(DC-DC芯片)的Vin開始。在這種情況下,高頻電流有多個可能的返回路徑。高頻電流會根據頻率不同選擇經過C7、C8或C9返回芯片源端,如圖5所示。例如,100MHz的噪聲可能會選擇通過較小容值的C9回流,而較低頻率的噪聲(例如500kHz)可能會選擇通過較大容值的C7或C8回流。

三、經驗法則

為了減少電流環路面積,並有助於減少開關電源的輻射和傳導發射,以下是幾個EMC經驗法則:

1. 在可能的情況下,保持完整的參考平面在信號層底下。

2. 將去耦和旁路電容盡可能靠近IC引腳放置。

3. 高速信號線盡量短,並與地線布線相鄰,以確保低阻抗路徑(最小環路面積)。

4. 在內部開關和續流二極管之間放置RC吸收電路,並使吸收電路走線盡量短。

5. 在開關元件(IC、電感等)下方鋪設完整的參考平面。

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