开关电源PCB板设计注意事项（2）

2.4 PCB布线

（1）布线原则

布线时，要对所有信号线进行分类。先布时钟，敏感信号线，再布高速信号线，在确保此类信号的过孔足够少，分布参数特性好以后，再布一般的不重要的信号线。应该遵循的原则有：

1）输入输出端的导线尽量避免相邻长距离的平行；为减少长平行走线的串扰，可增大线条间距，或走线间插入地线；

2）线路板上的宽度不要突变，导线不要突然拐角，尽可能保持线路阻抗的连续，印制传输线拐弯处一般走圆弧或成135°角；

3）特别注意高频电路的电源和地线分配问题；

4）减小电流流通过程的导线环路面积，这是因为载流回路对外的辐射与通过电流、环路面积和信号频率成正比；

5）线路板插头上多安排彼此分散的地线输入脚，有助于减少线路板插脚配线的环路面积及地线阻抗；

6）减少导线的长度，增加导线的宽度，有利于减少导线的阻抗。

（2）印刷线路的EMC布线设计

根据干扰电场分布图进行印刷线路EMC布线设计，其基本思想是把敏感线路放在干扰度较弱的区域。再根据己经提出的“耦合系数”的概念，实时估算印刷线路间分布电容的大小，在设计时可及时对PCB进行修改、改进，能有效减小PCB的传导干扰。

选择合适的布局方案首先要计算出干扰源的干扰强度分布图。大多数开关电源的开关频率在几十kHz到数MHz之间，故PCB表面的干扰电场可作准静态场分析，在此假设条件下，场量可写成相互独立的空间和时间量的乘积。故位移电流J（x,y,z,t）可写成：

通过求拉普拉斯方程式 （2）可解出空间各点电位的空间分量 ，进行运算后乘以电介质常数“可求得相应的位移电流密度之空间分量 。经可视化计算后，可获相应的干扰强度分布图

2.5 PCB抗干扰电路

对大型开关电源的数字控制系统而言，各逻辑器件有相应阀电平和噪声容限，外来噪声只要不超过逻辑器件的容限值，系统就能正常工作。然而一旦侵入系统的噪声或干扰超过某种容限，此干扰信号就会被逻辑器件放大，成形，成为产生误动作的重要原因。单片机系统最敏感的是时钟信号、复位信号和中断信号，这三种信号线在布PCB时要特别注意，满足功能的同时应选择频率尽可能低的晶振。

看门狗电路是抗干扰措施之一，当强电磁干扰，电网尖峰脉冲干扰使单片机系统出现死锁，看门狗电路可以自动检测并使程序恢复运行。

当系统遭到较强干扰而失去正常工作状态时，往往会使RAM中的数据遭到破坏，因此除了要对电源系统作精心的设计外，还必须设计出可靠的RAM保护电路。

对电路的数据总线，地址总线和控制总线进行信息交换，若提高总线的负载能力，总线传输较长时改善信号波形，此时需要配置三态缓冲门电路作为总线驱动器。另外，要注意保证总线的负载平衡。

总线上安装上拉电阻可以提高总线信号传输的可靠性，不仅可以提高信号电平，还可以提高总线的抗电磁干扰能力、抑制静电干扰、削弱反射波干扰。芯片具有内置上拉电阻时，不用在外电路安装上拉电阻。对于电路上的芯片引脚，将不使用的输入端固定在高电平，可增强外部电磁干扰的抑制。

3 结语

当电磁干扰不强、电路板尺寸不大时，以上EMC保护手段从成本角度来看也许可以不用考虑。但是随着现代开关电源控制精度的提高，对于电路的稳定性要求更高，为了保证高灵敏度开关电源的可靠性，采取合理的电磁兼容性设计具有非常重要的实践意义。