开关电源PCB排版基本要点周琛(瑞士商升特股份有限公司上海代表处,上海200021)摘要:开关电源PCB排版是开发电源产品中的一个重要过程。许多情况下，一个纸上设计非常完美的电源可能在初次调试时无法正常工作原因是该电源的PCB排版存在着许多问题。这篇文章中会详细讨论开关电源PCB排版的基本要点并会描述一些实用的PCB排板例子。关键词：PCB排版，开关电源BasicPCBLayoutGuidelinesforOnBoardPowerSupplyDevelopmentChenZhouSemtechInternationalAG,ShanghaiAbstract:PCBlayoutofonboardpowersupplyisoneofthemostcriticaltasksofaproductdesigner.Inmanycases,awelldesignedpowersupplyonpapermayturnouttobeunworkableduetopoorPCBlayout.Inthispaper,basicguidelinesofpowersupplyPCBlayoutarepresented.Severalpracticalpowersupplylayoutexamplesareexplainedindetail.Keywords:PCBlayout,powersupply1.引言VINC1C2为了赶上电子产品业界飞快的产品更换节R14.7uF/16V1800uF/16VC150R1800uF/16VU118奏，产品设计工程师更倾向于选择在市场上COMP/SSSENSED1D1N4148C447nF27C31uFGNDVCC36DLPHASEC645很容易采购到的－适配器并把多组直DHBSTACDCR51nFD2D1N4148SC1104C81KQ14.7uFC9流电源直接安装在系统的线路板上。由于开R72.2RR81uF5.1RVOUTIPD09N031800uF/6.3V关电源会产生电磁波而影响到其电子产品的L11800uF/6.3V1800uF/6.3V2uHQ2R9R102.2R2.2R正常工作，正确的电源排版就变得非C12C13C10PCBIPD09N03C114.7uFC14常重要。图1是一个在电子消费类产品上应1nR61.5K用的降压式开关电源原理图。设计人员需要C5R3在此线路图上区分功率电路部分元器件和控1nF1.5KR4制信号部分元器件。如果设计者将这电源中1k所有的元器件当作数字电路中的元器件一样来处理，那问题就大了。开关电源PCB排图1一个典型降压式开关电源原理图版与数字电路PCB排版完全不一样。在数（12V输入,3.3V,15A输出)字电路排版中，许多数字芯片可以通过PCB软件来自动排列且芯片之间的连接线可以通2.开关电源PCB排版基本要点过PCB软件来自动连接。用自动排版方式产生所的开关电源肯定无法正常工作。设计2.1电容高频滤波特性人员需要对正确的开关电源PCB排版基本原理和开关电源工作原理要有一定的了解。图2是电容基本结构和高频模型：1当电容工作在f0以上,电容阻抗会像电感阻抗一样随频率的上升而上升:ZC=j2πfL当电容工作在f0时,电容阻抗就等于它的等效串联电阻(ESR)。电解电容一般都有很大电容量和很大等效串联电感。由于它的共振频率很低，所以只能用在图2电容结构和寄生等效串联电阻和电感低频滤波上。胆电容一般都有很大电容量和较电容的基本公式是：小等效串联电感，因而它的共振频率高于电解电容，并能用在中高频滤波上。瓷片电容一般A都有很小电容量和很小等效串联电感，因而它C=εrε0d的共振频率远高于电解电容和胆电容，所以能此公式显示：减小电容引脚之间的距离(d)用在高频滤波和旁路上。同样，由于小电容量和增加截面积(A)会增加电容自身的电容瓷片电容共振频率会比大电容量瓷电容共振频量。率高很多，因此旁路电容的电容值不能太大。为了改善电容的高频特性，多个不同特性电容电容通常存在有二个寄生参数：等效串联电可以并联起来用。图4是多个电容并联后改善阻(ESR)和等效串联电感(L)。图3是电容的阻抗效果。在不同工作频率下的阻抗(ZC)。图3电容阻抗(ZC)曲线图4多个电容并联改善可单个电容阻抗特性电容的共振频率(f0)可以从电容的自身容量电源排版基本要点#1：旁路瓷片电容的(C)和等效串联电感量(L)得到:电容量不能太大,而它的寄生串联电感1量应该尽量减小