電源設計中地線的布線技巧,PCB layout techniques

關鍵字：電源地線布線，pcb電路板，布線

在設計印刷線路板時，設計工程師都會仔細思考銅線的走線方式和元器件的放置問題。如果沒有充分考慮這兩點，印刷線路板的效率、最大輸出電流、輸出紋波及其它特性都將會受到影響。產生這些影響的兩個主要原因則是地線(GND、VSS)和電源線(+B、VCC、VDD)的連接，如果地線及電源線設計合理，電路將能正常地工作，獲得較好的性能指標，否則會產生干擾、性能指標惡化等問題。本文就DC/DC轉換器的設計，介紹一些通用的設計原則和地線連接方法。 

設計原則 
印制線走線方式和元器件的放置常常會影響電路的性能。以下提出了接地線設計的四個原則： 
1. 用平面布線方式(planar pattern)接地； 
2. 用平面布線方式接電源線； 
3. 按電路圖中的信號電流走向依序逐個放置元器件； 
4. 實驗獲得的數據在應用時不應做任何調整，即使受板的尺寸或其它因素影響也應原樣復制數據。 
在設計中注意以上原則和要點，可以減少電路噪聲和信號干擾。除了以上的基本原則外，在設計銅線走線模式和元件放置時應謹記以下兩點：布線之間會產生雜散電容；連線長度會產生阻抗。在設計中注意線間雜散電容和縮短布線長度有利于消除噪聲，減少輻射的產生。 
在上面的幾個基本原則基礎上，設計工程師應注意以下幾點(參見圖1)： 
  
1. 根據電路原理圖進行元件的布局，輸入電流線和輸出電流線應進行區別； 
2. 合理放置元器件，保證它們之間的連線最短，以減少噪聲； 
3. 在電壓變化很大和流過大電流的地方應小心設計以降低噪聲； 
4. 如果電路中采用了線圈和變壓器，必須小心進行連接； 
5. 電路設計時，將元器件放置在同一方向，便于回流焊接； 
6. 元器件間或元器件焊盤和焊盤間必須保證0.5毫米以上的間隙，避免出現橋接。 

PCB設計示例 
a. 升壓轉換器模式布線方式 
在升壓轉換器中，輸出電容(CL)的位置比其它元件更重要，參考圖2。 
  
建議在PCB設計時注意以下兩點： 
1. 將輸出電容盡可能與IC靠近，盡量減小電流回路。 
2. 在PCB板的背面用平面布線方法進行地線連接，板背面的接地線應通過一個過孔與板正面的接地線相連。 

b. 降壓轉換器布線方式 
在降壓電路設計中，肖特基二極管的位置很關鍵，見圖3所示。 
  
在PCB設計中注意以下幾點： 
1. 肖特基二極管接地點設計將影響輸出的穩定性； 
2. 肖特基二極管陰極連接線的長度將影響輸出的穩定性； 
3. PCB背面用大面積銅箔作為地，通過過孔與正面地連接。