元件布局与印制电路板布线技术

    【集萃网观察】开关电源的辐射干扰与电流通路中的电流大小、通路的环路面积、以及电流频率平方的乘积成正比，即辐射干扰E∞IAf2。运用这一关系的前提是通路尺寸远小于频率的波长。

　　上述关系式表明减小通路面积是减小辐射干扰的关键。就是说开关电源的元器件彼此要繁密排列。在初级电路中，要求输人端电容、晶体管和变压器彼此靠近，而且布线紧凑;在次级电路中，要求二极管、变压器和输出端电容彼此贴近。

　　在设计印制电路板时，应尽量将相互关联的元器件摆放在一起，以避免因元器件离得太远而造成印制线过长所带来的干扰;再者，将输人信号和输出信号尽量放置在引线端口附近，以避免因耦合路径而产生的干扰。

　　在印制板上，将正、负载流导线分别紧靠布在印制板的两面，并设法使之保持平行，因为平行紧靠的正、负载流导体所产生的外部磁场是趋向于相互抵消的。

　　实践证明，印制板的元器件布置和布线设计对开关电源EMC性能有极大的影响，在高频开关电源中，由于印制板上既有电平为±5～±15V的小信号控制线，又有高压电源母线，同时还有一些高频功率开关，磁性元件，如何在印制板有限的空间内合理地安排元器件位置，将直接影响到电路中各元器件自身的抗干扰性和电路工作的可靠性。

　　另外，切记两条印制信号线平行布线。如果平行布线无法避免，可以通过以下的方法来补救：

　　(1)在两条信号线之间加一条地线，以起屏蔽作用;

　　(2)尽量拉开两条平行信号线之间的距离，以降低两线之间电磁场的影响;

　　(3)使两条平行的信号线流过的电流方向相反。

　　布线之间的电磁耦合是通过电场和磁场进行的，因此在布线时，应注意对电场与磁场耦合的抑制。对电场的抑制方法如下：

　　(1)尽量增大线间的距离，使电容耦合为最小;

　　(2)采用静电屏蔽，屏蔽层要接地;

　　(3)降低敏感线路的输人阻抗。

　　对磁场的抑制方法如下：

　　(1)减小干扰源和敏感电路的环路面积;

　　(2)增大线问的距离，使耦合干扰源与敏感电路之间的互感尽可能小;

　　(3)最好使干扰源与敏感电路呈直佃布线，以便大大降低线路之间的耦合。

　　另外，通过分析印制导线的特性阻抗，来选取印制导线的放置方式、长度、宽度及布局方式。单根导线的特性阻抗由直流电阻R和自感L组成，印制线J越短，直流电阻R就越小;同时增加印制线的宽度和厚度也可以降低直流电阻R。

　　印制线长度J越短，自感L就越小，而且增加印制线的宽度乙也可以降低自感L。

　　而多根印制线的特性阻抗除了由直流电阻R和自感L组成之外9还有互感M的影响，互感M除了受印制线的长度和宽度的影响之外，印制线之间的距离也起着重要的作用，增大两线的间距可以减少互感。

　　针对以上现象，在设计印制电路板时，应尽量降低电源线和地线的阻抗，因为电源线、地线和其他印制线都有电感，当电源电流变化较大时，将会产生较大的压降，而地线压降是形成公共阻抗干扰的重要因素，所以应尽量缩短地线，也可以尽量加粗电源线和地线线条。

　　在双面印制板设计中，除了尽可能地加粗电源线和地线线条之外，还应在地线和电源线之间安装高频特性好的去耦电容。