元件布局與印制電路板布線技術(shù)

　　開關(guān)電源的輻射干擾與電流通路中的電流大小、通路的環(huán)路面積、以及電流頻率平方的乘積成正比，即輻射干擾E∞IAf2。運(yùn)用這一關(guān)系的前提是通路尺寸遠(yuǎn)小于頻率的波長(zhǎng)。

　　上述關(guān)系式表明減小通路面積是減小輻射干擾的關(guān)鍵。就是說開關(guān)電源的元器件彼此要繁密排列。在初級(jí)電路中，要求輸人端電容、晶體管和變壓器彼此靠近，而且布線緊湊；在次級(jí)電路中，要求二極管、變壓器和輸出端電容彼此貼近。

　　在設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)，應(yīng)盡量將相互關(guān)聯(lián)的元器件擺放在一起，以避免因元器件離得太遠(yuǎn)而造成印制線過長(zhǎng)所帶來的干擾；再者，將輸人信號(hào)和輸出信號(hào)盡量放置在引線端口附近，以避免因耦合路徑而產(chǎn)生的干擾。在印制板上，將正、負(fù)載流導(dǎo)線分別緊靠布在印制板的兩面，并設(shè)法使之保持平行，因?yàn)槠叫芯o靠的正、負(fù)載流導(dǎo)體所產(chǎn)生的外部磁場(chǎng)是趨向于相互抵消的。實(shí)踐證明，印制板的元器件布置和布線設(shè)計(jì)對(duì)開關(guān)電源EMC性能有極大的影響，在高頻開關(guān)電源中，由于印制板上既有電平為±5～±15V的小信號(hào)控制線，又有高壓電源母線，同時(shí)還有一些高頻功率開關(guān)，磁性元件，如何在印制板有限的空間內(nèi)合理地安排元器件位置，將直接影響到電路中各元器件自身的抗干擾性和電路工作的可靠性。另外，切記兩條印制信號(hào)線平行布線。如果平行布線無法避免，可以通過以下的方法來補(bǔ)救：

　?。?）在兩條信號(hào)線之間加一條地線，以起屏蔽作用；

　?。?）盡量拉開兩條平行信號(hào)線之間的距離，以降低兩線之間電磁場(chǎng)的影響；

　?。?）使兩條平行的信號(hào)線流過的電流方向相反。

　　布線之間的電磁耦合是通過電場(chǎng)和磁場(chǎng)進(jìn)行的，因此在布線時(shí)，應(yīng)注意對(duì)電場(chǎng)與磁場(chǎng)耦合的抑制。對(duì)電場(chǎng)的抑制方法如下：

　?。?）盡量增大線間的距離，使電容耦合為最??；

　?。?）采用靜電屏蔽，屏蔽層要接地；

　?。?）降低敏感線路的輸人阻抗。

　　對(duì)磁場(chǎng)的抑制方法如下：

　　（1）減小干擾源和敏感電路的環(huán)路面積；

　　（2）增大線問的距離，使耦合干擾源與敏感電路之間的互感盡可能??；

　?。?）最好使干擾源與敏感電路呈直佃布線，以便大大降低線路之間的耦合。

　　另外，通過分析印制導(dǎo)線的特性阻抗，來選取印制導(dǎo)線的放置方式、長(zhǎng)度、寬度及布局方式。單根導(dǎo)線的特性阻抗由直流電阻R和自感L組成，印制線J越短，直流電阻R就越小；同時(shí)增加印制線的寬度和厚度也可以降低直流電阻R。印制線長(zhǎng)度J越短，自感L就越小，而且增加印制線的寬度乙也可以降低自感L。而多根印制線的特性阻抗除了由直流電阻R和自感L組成之外9還有互感M的影響，互感M除了受印制線的長(zhǎng)度和寬度的影響之外，印制線之間的距離也起著重要的作用，增大兩線的間距可以減少互感。針對(duì)以上現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)，應(yīng)盡量降低電源線和地線的阻抗，因?yàn)殡娫淳€、地線和其他印制線都有電感，當(dāng)電源電流變化較大時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生較大的壓降，而地線壓降是形成公共阻抗干擾的重要因素，所以應(yīng)盡量縮短地線，也可以盡量加粗電源線和地線線條。在雙面印制板設(shè)計(jì)中，除了盡可能地加粗電源線和地線線條之外，還應(yīng)在地線和電源線之間安裝高頻特性好的去耦電容。