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随着科技的快速发展，人们对电子产品“小、轻、久”的追求，体积大，效率低的线性电源逐渐被外形小巧，性能更好的开关电源所代替。
为了满足设计需要，不少产品把开关电源电路与其它功能电路集成在一块PCB（电路板）上设计，这样就带来了一个不可避免的问题，开关电源设计的好坏会直接影响到整个产品的性能。如何降低这种不好的影响？接下来从PCB设计角度来谈一谈。
如图1所示，开关电源主要由输入电网滤波器、整流滤波器、变压器、输出滤波器、控制电路、保护电路几部分组成。从PCB设计上可以分为如下三个部分的电路：
1 主电路
（1）输入滤波器：将电网存在的杂波过滤，同时阻碍自身产生的杂波反馈到公共电网。
（2）整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑直流电，以供下一级变换。
（3）逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。
（4）输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。
2 控制电路
一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。
3 检测电路
除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。
下面是总结的一些开关电源的布局布线的设计要点：
（1）布局尽量紧凑，功率回路布线尽量粗短。
（2）考虑大电流通道和载流能力；所以输入、输出及主链路上走线、铜皮要尽量宽；换层时载流过孔要足够多，并且在附近添加一定数量的地过孔作为回流。
（3）分清交流通路，减少噪声。
（4）输出共地采样反馈信号远离调制输出电感、MOS管和噪声区域等，且最好包地处理或走在其他干净的层面，当然要注意反馈信号需要接到输出滤波电容（一般小电容）之后。
（5）开关电源是强烈的EMI辐射源，主要来源是开关管与电感连接的网络、电感、开关管；所以电感和开关管要尽量靠近，而开关管与电感连接的网络也是载流主通路，所以尽量宽但面积最小，也因此要确定其在板上的位置，应远离时钟、接口等敏感器件摆放，也应该远离高速的、敏感的信号等；其底部最好不要有走线，特别是邻近的层面。
（6）确定原理框图中各个部分的核心器件：输入整流（可选）、输入滤波、开关管、控制电路、输出滤波。
①开关管：布局紧凑，布局考虑大电流通道，输入输出的地能够直接相连，且环路面积最小；而且一般下管的載流需要更大，所以我们会常看到下管是两个MOS管；由于其温度也很高，一般其带散热焊盘并在PCB其他层也铺上铜皮，通过一定数量的过孔连接散热，但此时要注意，开关电源主要的EMI辐射来源就是开关管与电感连接处，所以在实际PCB设计时要衡量取舍。
②输入滤波：紧靠开关管，确保能做到先滤波再进入开关管；先大电容，后小电容。
③输出滤波：紧靠开关管，确保先滤波再进入单板平面；先大电容，后小电容。
④控制电路的采样电路：采样电阻放在输出滤波与比较电路的中间，布局时保证采样电路尽量靠近芯片管脚，靠近比较电路；控制电路的比较电路，靠近控制芯片摆放；控制电路本身的滤波网络：电容尽量靠近相应管脚；开关管部分尽量粗短，一般用铺铜实现；输入输出滤波：注意到电源平面的过孔数目和位置，在滤波电容之后；控制电路的采样：模拟信号，采样点在输出滤波之后，如果有电流采样和电压采样，布成差分线的紧耦合形式，采样线尽量短，减小受干扰的空间；控制电路的调制输出：模拟信号，不要在开关管下走长线，远离大电流的电源和地的区域。
（7）开关管的门控信号：短、粗且远离干扰源；首先保证下管。
（8）控制芯片：远离电感、MOS管；首先保证远离电感。
（9）地信号处理：地原则上是所有能铺地的地方都可以铺地，大面积的地有利于屏蔽噪声，也有利于不同信号之间的隔离。
再次强调下对于常用的开关电源电路来说我们要重点抓住几个设计要点：
（1）功率优先，再布信号。
（2）区分敏感信号线和噪声区。
（3）地平面的处理。
总的来说，PCB上开关电源的设计在某种程度上是设计经验积累的过程，不同产品上的设计可能会有区别，但本质上是不变。抓住主要的设计思路，以不变应万变，便可以设计出可靠的产品来。
收稿日期：2018-5-15
为了满足设计需要，不少产品把开关电源电路与其它功能电路集成在一块PCB（电路板）上设计，这样就带来了一个不可避免的问题，开关电源设计的好坏会直接影响到整个产品的性能。如何降低这种不好的影响？接下来从PCB设计角度来谈一谈。
如图1所示，开关电源主要由输入电网滤波器、整流滤波器、变压器、输出滤波器、控制电路、保护电路几部分组成。从PCB设计上可以分为如下三个部分的电路：
1 主电路
（1）输入滤波器：将电网存在的杂波过滤，同时阻碍自身产生的杂波反馈到公共电网。
（2）整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑直流电，以供下一级变换。
（3）逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。
（4）输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。
2 控制电路
一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。
3 检测电路
除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。
下面是总结的一些开关电源的布局布线的设计要点：
（1）布局尽量紧凑，功率回路布线尽量粗短。
（2）考虑大电流通道和载流能力；所以输入、输出及主链路上走线、铜皮要尽量宽；换层时载流过孔要足够多，并且在附近添加一定数量的地过孔作为回流。
（3）分清交流通路，减少噪声。
（4）输出共地采样反馈信号远离调制输出电感、MOS管和噪声区域等，且最好包地处理或走在其他干净的层面，当然要注意反馈信号需要接到输出滤波电容（一般小电容）之后。
（5）开关电源是强烈的EMI辐射源，主要来源是开关管与电感连接的网络、电感、开关管；所以电感和开关管要尽量靠近，而开关管与电感连接的网络也是载流主通路，所以尽量宽但面积最小，也因此要确定其在板上的位置，应远离时钟、接口等敏感器件摆放，也应该远离高速的、敏感的信号等；其底部最好不要有走线，特别是邻近的层面。
（6）确定原理框图中各个部分的核心器件：输入整流（可选）、输入滤波、开关管、控制电路、输出滤波。
①开关管：布局紧凑，布局考虑大电流通道，输入输出的地能够直接相连，且环路面积最小；而且一般下管的載流需要更大，所以我们会常看到下管是两个MOS管；由于其温度也很高，一般其带散热焊盘并在PCB其他层也铺上铜皮，通过一定数量的过孔连接散热，但此时要注意，开关电源主要的EMI辐射来源就是开关管与电感连接处，所以在实际PCB设计时要衡量取舍。
②输入滤波：紧靠开关管，确保能做到先滤波再进入开关管；先大电容，后小电容。
③输出滤波：紧靠开关管，确保先滤波再进入单板平面；先大电容，后小电容。
④控制电路的采样电路：采样电阻放在输出滤波与比较电路的中间，布局时保证采样电路尽量靠近芯片管脚，靠近比较电路；控制电路的比较电路，靠近控制芯片摆放；控制电路本身的滤波网络：电容尽量靠近相应管脚；开关管部分尽量粗短，一般用铺铜实现；输入输出滤波：注意到电源平面的过孔数目和位置，在滤波电容之后；控制电路的采样：模拟信号，采样点在输出滤波之后，如果有电流采样和电压采样，布成差分线的紧耦合形式，采样线尽量短，减小受干扰的空间；控制电路的调制输出：模拟信号，不要在开关管下走长线，远离大电流的电源和地的区域。
（7）开关管的门控信号：短、粗且远离干扰源；首先保证下管。
（8）控制芯片：远离电感、MOS管；首先保证远离电感。
（9）地信号处理：地原则上是所有能铺地的地方都可以铺地，大面积的地有利于屏蔽噪声，也有利于不同信号之间的隔离。
再次强调下对于常用的开关电源电路来说我们要重点抓住几个设计要点：
（1）功率优先，再布信号。
（2）区分敏感信号线和噪声区。
（3）地平面的处理。
总的来说，PCB上开关电源的设计在某种程度上是设计经验积累的过程，不同产品上的设计可能会有区别，但本质上是不变。抓住主要的设计思路，以不变应万变，便可以设计出可靠的产品来。
收稿日期：2018-5-15