开关电源PCB布线与纹波关系

当开关电源遇到纹波问题时人们习惯于从PCB原理图上找问题并试图通过更改原理设计解决纹波问题。这个思路不是不对只是一般思路，合理的原理设计是任何硬件系统稳定的第一必要条件。任何原理设计转化为实体才有意义而实体转化后的载体就是PCB，对于任何硬件系统PCB的设计及其重要，开关电源当然也不例外。

一、PCB布线与纹波关系
输出电容一般可采用两只一只靠近整流管另一只应靠近输出端子，可影响电源输出纹波指标，两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容。发热器件要和电解电容保持一定距离，以延长整机寿命，电解电容是开关电源寿命的瓶劲，如变压器、功率管、大功率电阻要和电解保持距离，电解之间也须留出散热空间，条件允许可将其放置在进风口。

总的讲这三种手段都是增大PCB的电流承载能力，我觉得走线第一位的是缩短长度，这样是减小板上寄生电感的最有效办法。

如果长度定了 在综合考虑的话，搪锡 是最可取的 ：搪锡对于设计者容易实现，只要在阻焊层上开窗就行了，不用和PCB厂商最什么特殊接洽也没有附加费用，默认的PCB防氧化工艺就是热风整平，就是喷上锡用热风吹一下。 搪锡的缺点是 裸露容易短路。

增加铜箔厚度的话 就需要使用特殊的板料，一般都是1oz的板材。如果需要加厚一般采用二次覆铜，二次铜皮强度低容易剥离。需要与PCB厂家说明同时可能需要增加费用。

大面积覆铜，对于电压变化不频繁的网络可以，比如地线，或者稳压输出端，对于开关动作中电压波动大的地方不适合大面积覆铜，这样变化的电场回产生磁场，磁场再产生电场。对就是电磁辐射。那就是空间干扰。同样影响性能。

PCB布局：

1、脉冲电压连线尽可能短，其中输入开关管到变压器连线，输出变压器到整流管连接线。

2、脉冲电流环路尽可能小如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负。

3、输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变压器电路中X电容要尽量4、接近开关电源输入端，输入线应避免与其他电路平行，应避开。

5、Y电容应放置在机壳接地端子或FG连接端。

6、共摸电感应与变压器保持一定距离，以避免磁偶合，如不好处理可在共摸电感与变压器间加一屏蔽。

以上几项对开关电源的EMC性能影响较大。

二、PCB 开关电源纹波的产生

我们最终的目的是要把输出纹波降低到可以忍受的程度，达到这个目的最根本的解决方法就是要尽量避免纹波的产生，首先要清楚PCB开关电源纹波的种类和产生原因。

随着SWITCH的开关，电感L中的电流也是在输出电流的有效值上下波动的。所以在输出端也会出现一个与SWITCH同频率的纹波，一般所说的纹波就是指这个。它与输出电容的容量和ESR有关系。这个纹波的频率与开关电源相同，为几十到几百KHz。

另外，SWITCH一般选用双极性晶体管或者MOSFET，不管是哪种，在其导通和截止的时候，都会有一个上升时间和下降时间。这时候在电路中就会出现一个与SWITCH上升下降时间的频率相同或者奇数倍频的噪声，一般为几十MHz。同样二极管D在反向恢复瞬间，其等效电路为电阻电容和电感的串联，会引起谐振，产生的噪声频率也为几十MHz。这两种噪声一般叫做高频噪声，幅值通常要比纹波大得多。

如果是AC／DC变换器，除了上述两种纹波(噪声)以外，还有AC噪声，频率是输入AC电源的频率，为50～60Hz左右。还有一种共模噪声，是由于很多PCB开关电源的功率器件使用外壳作为散热器，产生的等效电容导致的。