理论教育 印制电路板设计优化技巧

印制电路板设计优化技巧

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:在频率很高的情况下,印制电路板的走线都会成为接收与发射干扰的小天线。降低这种干扰的方法是减小电源线、地线及其他印制电路板走线本身的高频阻抗。因此,各种印制电路板走线要短而粗,线条要均匀。

印制电路板设计优化技巧

LED驱动电源的正确布局对确保其长期稳定工作并符合电磁兼容性要求至关重要。目前LED驱动电源以印制电路板(PCB)为主要装配方式,实践证明,即使电路设计正确,因布局或布线不合理也会对LED驱动电源的电磁兼容性能产生不利影响。因此,在设计印制电路板时,应遵循一定原则[1、11]

1.LED驱动电源布局的一般原则

对元器件进行布局时,相互关联的元器件尽量靠拢,如果元器件离得太远,会造成印制线过长,从而带来干扰。输入信号和输出信号也要放置在引线端口附近,以避免因耦合路径而产生干扰。

在LED驱动电源中,一般有输入、输出两个电流回路。这两个回路中有高频电流流过,容易产生电磁干扰,必须在其他电路布置好之前布好这两个回路。LED驱动电源的辐射干扰与电流回路的电流I、回路面积A以及电流频率f的二次方三者之积成正比,即辐射干扰EIAf2。减小回路面积,就能减小辐射干扰。这两个回路都包含了滤波电容、开关管或二极管,以及电感或者变压器,这些元器件要彼此相邻放置,调整元器件位置使它们之间的电流路径尽可能短。

印制电路板尺寸要适中,尺寸过大会使印制线过长,阻抗增加,电磁干扰变严重;尺寸过小会影响散热,还容易受相邻导线的干扰。

2.LED驱动电源布线的一般原则

在印制电路板上,电源线、地线、信号线对高频信号应保持低阻抗。在频率很高的情况下,印制电路板的走线都会成为接收与发射干扰的小天线。降低这种干扰的方法是减小电源线、地线及其他印制电路板走线本身的高频阻抗。因此,各种印制电路板走线要短而粗,线条要均匀。为保持阻抗连续,应避免线的宽度发生突变,走线也应避免突然拐角。

电源线和地线走线应尽量靠近,以减小电源回路的阻抗。对于双层印制电路板,一种较好的方法就是电源线和地线各在印制电路板的两边,且两者重合。因为当平行紧靠的两条导线中通过的电流方向相反时,所产生的外部磁场相互抵消。

对不同分区的电路,应使用不同的电源线和地线,将其分别汇集并最后连接于一点,而不能简单地串起来,以减小公共阻抗的耦合。

在不同电路之间,如果有较长的平行布线,由于平行线间分布电容和分布电感的存在,会引起这两根导线的相互干扰,称为串扰。为了减小串扰,印制电路板上要尽量避免长距离平行走线,平行走线之间的距离也要适当增大,至少要保持两条线间的距离不小于三倍的线条宽度(3W准则),必要时进行隔离。

3.常见的设计改进(www.daowen.com)

常见的不合理设计及改进如图4-25~图4-27所示。

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图4-25 设计不合理的改进一

a)不合理的布局 b)合理的布局

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图4-26 设计不合理的改进二

a)不合理的设计 b)合理的设计

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图4-27 设计不合理的改进三

a)不合理的设计 b)合理的设计

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