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直流电源电路设计及PCB布线可靠性原则介绍

文章来源:稳压电源公司,时间:2017-09-07 09:14    点击量:

    目前稳压电源器材用于各类稳压电源设备和系统仍然以印制直流电源电路板为主要装配方式.实践证明,即使直流电源电路原理图设计正确,印制直流电源电路板设计不当,也会对稳压电源设备的可靠性产生不利影响.

直流电源电路设计及PCB布线可靠性原则介绍
    因此,在设计印制直流电源电路板的时候,应注意采用正确的方法.看看网友在ADI中文技术论坛分享的这篇《直流电源电路设计及直流电源PCB布线时的可靠性原则》如何说.

    一、直流电源接地地线设计在稳压电源设备中,直流电源接地是控制干扰的重要方法.如能将直流电源接地和屏蔽正确结合起来使用,可解决大部分干扰问题.稳压电源设备中地线结构大致有系统地、机壳地(屏蔽地)、数字地(逻辑地)和模拟地等.

    在地线设计中应注意以下几点正确选择单点直流电源接地与多点直流电源接地在低频直流电源电路中,信号的工作频率小于1MHz,它的布线和器件间的电感影响较小,而直流电源接地直流电源电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用一点直流电源接地.当信号工作频率大于10MHz时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点直流电源接地.当工作频率在1~10MHz时,如果采用一点直流电源接地,其地线长度不应超过波长的1/20,否则应采用多点直流电源接地法.

    将数字直流电源电路与模拟直流电源电路分开直流电源电路板上既有高速逻辑直流电源电路,又有线性直流电源电路,应使它们尽量分开,而两者的地线不要相混,分别与电源端地线相连.要尽量加大线性直流电源电路的直流电源接地面积.

    尽量加粗直流电源接地线若直流电源接地线很细,直流电源接地电位则随电流的变化而变化,致使稳压电源设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏.因此应将直流电源接地线尽量加粗,使它能通过三位于印制直流电源电路板的允许电流.如有可能,直流电源接地线的宽度应大于3mm.

    将直流电源接地线构成闭环路设计只由数字直流电源电路组成的印制直流电源电路板的地线系统时,将直流电源接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力.其原因在于:印制直流电源电路板上有很多集成直流电源电路元件,尤其遇有耗电多的元件时,因受直流电源接地线粗细的限制,会在地结上产生较大的电位差,引起抗噪声能力下降,若将直流电源接地结构成环路.

    则会缩小电位差值,提高稳压电源设备的抗噪声能力二、直流电源电磁兼容设计直流电源电磁兼容性是指稳压电源设备在各种直流电源电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作的能力.直流电源电磁兼容性设计的目的是使稳压电源设备既能抑制各种外来的干扰,使稳压电源设备在特定的直流电源电磁环境中能够正常工作,同时又能减少稳压电源设备本身对其它稳压电源设备的直流电源电磁干扰.

    选择合理的导线宽度由于瞬变电流在印制线条上所产生的冲击干扰主要是由印制导线的电感成分造成的,因此应尽量减小印制导线的电感量.印制导线的电感量与其长度成正比,与其宽度成反比,因而短而精的导线对抑制干扰是有利的.时钟引线、行驱动器或总线驱动器的信号线常常载有大的瞬变电流,印制导线要尽可能地短.对于分立元件直流电源电路,印制导线宽度在1.5mm左右时,即可完全满足要求;对于集成直流电源电路,印制导线宽度可在0.2~1.0mm之间选择.

    采用正确的布线策略采用平等走线可以减少导线电感,但导线之间的互感和分布电容增加,如果布局允许,最好采用井字形网状布线结构,具体做法是印制板的一面横向布线,另一面纵向布线,然后在交叉孔处用金属化孔相连.

    为了抑制印制板导线之间的串扰,在设计布线时应尽量避免长距离的平等走线,尽可能拉开线与线之间的距离,信号线与地线及电源线尽可能不交叉.在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根直流电源接地的印制线,可以有效地抑制串扰.为避免高频信号通过印制导线时产生直流电源电磁辐射,请注意:

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