大功率開(kāi)關(guān)電源短路嘯叫
相信大家遇到過(guò)這種情況，開(kāi)關(guān)電源在滿載后突然將電源短路測(cè)試，有時(shí)候會(huì)聽(tīng)到電源有嘯叫的情況；或者是在設(shè)置電流保護(hù)時(shí)，當(dāng)電流調(diào)試到某一段位，會(huì)有嘯叫，其嘯叫的聲音抑揚(yáng)頓挫，甚是煩人，究其原因主要為以下：
當(dāng)輸出負(fù)載較大,接近電源功率極限時(shí),開(kāi)關(guān)變壓器可能會(huì)進(jìn)入一種不穩(wěn)定狀態(tài):前一周期開(kāi)關(guān)管占空比過(guò)大,導(dǎo)通時(shí)間過(guò)長(zhǎng),通過(guò)高頻變壓器傳輸了過(guò)多的能量;直流整流的儲(chǔ)能電感本周期內(nèi)能量未充分釋放,經(jīng)PWM判斷,在下一個(gè)周期內(nèi)沒(méi)有產(chǎn)生令開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)信號(hào)或占空比過(guò)小;開(kāi)關(guān)管在之后的整個(gè)周期內(nèi)為截止?fàn)顟B(tài),或者導(dǎo)通時(shí)間過(guò)短;儲(chǔ)能電感經(jīng)過(guò)多于一整個(gè)周期的能量釋放,輸出電壓下降,開(kāi)關(guān)管下一個(gè)周期內(nèi)的占空比又會(huì)大…… 如此周而復(fù)始,使變壓器發(fā)生較低頻率(有規(guī)律的間歇性全截止周期或占空比劇烈變化的頻率)的振動(dòng),發(fā)出人耳可以聽(tīng)到的較低頻率的聲音. 同時(shí),輸出電壓波動(dòng)也會(huì)較正常工作增大.當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)間歇性全截止周期數(shù)量達(dá)到總周期數(shù)的一個(gè)可觀比例時(shí),甚至?xí)钤竟ぷ髟诔曨l段的變壓器振動(dòng)頻率降低,進(jìn)入人耳可聞 的頻率范圍,發(fā)出尖銳的高頻“哨叫”.此時(shí)的開(kāi)關(guān)變壓器工作在嚴(yán)重的超載狀態(tài),時(shí)刻都有燒毀的可能——這就是許多電源燒毀前“慘叫”的由來(lái),相信有些用戶曾經(jīng)有過(guò)類似的經(jīng)歷. 空載,或者負(fù)載很輕時(shí)開(kāi)關(guān)管也有可能出現(xiàn)間歇性的全截止周期,開(kāi)關(guān)變壓器同樣工作在超載狀態(tài),同樣非常危險(xiǎn).
針對(duì)此問(wèn)題,可通過(guò)在輸出端預(yù)置假負(fù)載的方法解決,但在一些“節(jié)省”的或大功率電源中仍偶有發(fā)生.當(dāng)不帶載或者負(fù)載太輕時(shí),變壓器在工作時(shí)所產(chǎn)生的反電勢(shì)不能很好的被吸收.這樣變壓器就會(huì)耦合很多雜波信號(hào)到你的1.2繞組.這個(gè)雜波信號(hào)包括了許多不同頻譜的交流分量.其中也有許多低頻波,當(dāng)?shù)皖l波與你變壓器的固有振蕩頻率一致時(shí),那么電路就會(huì)形成低頻自激.變壓器的磁芯不會(huì)發(fā)出聲音.我們知道,人的聽(tīng)覺(jué)范圍是20--20KHZ.所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí),一般都加上選頻回路.以濾除低頻成份.，最好是在反饋回路上加一個(gè)帶通電路,以防止低頻自激.或者是將你的開(kāi)關(guān)電源做成固定頻率的即可. 磁環(huán)電感的磁導(dǎo)率計(jì)算方法
μo是真空中的磁導(dǎo)率4∏*10-7 H/m
μ=μo*μr（磁環(huán)磁導(dǎo)率）
我們?cè)诠ぷ髦杏袝r(shí)候會(huì)遇到這樣的情況：已經(jīng)知道了鐵氧體線圈電感的感量，卻不知道里邊鐵芯的磁導(dǎo)率，如果你抄過(guò)板你就知道了！下面提供一種科學(xué)的計(jì)算方法（取自趙修科老師的著作中）
例如：有一只為止磁導(dǎo)率的磁環(huán)線圈，已知內(nèi)徑為d20mm，外徑為D40mm，高h(yuǎn)為10mm，匝數(shù)為40，感量為100uH，求磁環(huán)的磁導(dǎo)率
解：磁路的長(zhǎng)度為L(zhǎng)= 1/2*∏*(d+D)=0.03∏(米)
磁芯截面積：
A=1/2*h*(D-d)=1 cm2=10-4m2
由電感計(jì)算公式：L= N2*μo *μr *A/L
μr= 47 H/m（磁環(huán)相對(duì)真空的磁導(dǎo)率） 反激開(kāi)關(guān)電源
開(kāi)關(guān)電源分為:隔離與非隔離兩種形式，在這里主要談一談隔離式開(kāi)關(guān)電源的拓?fù)湫问�，隔離電源按照結(jié)構(gòu)形式不同，可分為兩大類：正激式和反激式。反激式指在變壓器原邊導(dǎo)通時(shí)副邊截止，變壓器儲(chǔ)能。原邊截止時(shí)，副邊導(dǎo)通，能量釋放到負(fù)載的工作狀態(tài)，一般常規(guī)反激式電源單管 多，雙管的不常見(jiàn)。正激式指在變壓器原邊導(dǎo)通同時(shí)副邊感應(yīng)出對(duì)應(yīng)電壓輸出到負(fù)載，能量通過(guò)變壓器直接傳遞。按規(guī)格又可分為常規(guī)正激，包括單管正激，雙管正激。半橋、橋式電路都屬于正激電路。
正激和反激電路各有其特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)電路的過(guò)程中為達(dá)到最優(yōu)性價(jià)比，可以靈活運(yùn)用。一般在小功率場(chǎng)合可選用反激式。稍微大一些可采用單管正激電路，中等功率可采用雙管正激電路或半橋電路，低電壓時(shí)采用推挽電路，與半橋工作狀態(tài)相同。大功率輸出，一般采用橋式電路，低壓也可采用推挽電路。
反激式電源因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省掉了一個(gè)和變壓器體積大小差不多的電感，而在中小功率電源中得到廣泛的應(yīng)用。在有些介紹中講到反激式電源功率只能做到幾十瓦，輸出功率超過(guò)100瓦就沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)有難度。本人認(rèn)為一般情況下是這樣的，但也不能一概而論，PI公司的TOP芯片就可做到300瓦，有文章介紹反激電源可做到上千瓦，但沒(méi)見(jiàn)過(guò)實(shí)物。輸出功率大小與輸出電壓高低有關(guān)。
反激電源變壓器漏感是一個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù)，由于反激電源需要變壓器儲(chǔ)存能量，要 使變壓器鐵芯得到充分利用，一般都要在磁路中開(kāi)氣隙，其目的是改變鐵芯磁滯回線的斜率，使變壓器能夠承受大的脈沖電流沖擊，而不至于鐵芯進(jìn)入飽和非線形狀態(tài)，磁路中氣隙處于高磁阻狀態(tài)，在磁路中產(chǎn)生漏磁遠(yuǎn)大于完全閉合磁路。
變壓器初次極間的偶合，也是確定漏感的關(guān)鍵因素，要盡量使初次極線圈靠近，可采用三明治繞法，但這樣會(huì)使變壓器分布電容增大。選用鐵芯盡量用窗口比較長(zhǎng)的磁芯，可減小漏感，如用EE、EF、EER、PQ型磁芯效果要比EI型的好。
關(guān)于反激電源的占空比，原則上反激電源的最大占空比應(yīng)該小于0.5，否則環(huán)路不容易補(bǔ)償，有可能不穩(wěn)定，但有一些例外，如美國(guó)PI公司推出的 TOP系列芯片是可以工作在占空比大于0.5的條件下。
占空比由變壓器原副邊匝數(shù)比確定，本人對(duì)做反激的看法是，先確定反射電壓（輸出電壓通過(guò)變壓器耦合反映到原邊的電壓值），在一定電壓范圍內(nèi)反射電壓提高則工作占空比增大，開(kāi)關(guān)管損耗降低。反射電壓降低則工作占空比減小，開(kāi)關(guān)管損耗增大。當(dāng)然這也是有前提條件，當(dāng)占空比增大，則意味著輸出二極管導(dǎo)通時(shí)間縮 短，為保持輸出穩(wěn)定，更多的時(shí)候?qū)⒂奢敵鲭娙莘烹婋娏鱽?lái)保證，輸出電容將承受更大的高頻紋波電流沖刷，而使其發(fā)熱加劇，這在許多條件下是不允許的。
占空比增大，改變變壓器匝數(shù)比，會(huì)使變壓器漏感加大，使其整體性能變，當(dāng)漏感能量大到一定程度，可充分抵消掉開(kāi)關(guān)管大占空帶來(lái)的低損耗，時(shí)就沒(méi)有再增大占空比的意義了，甚至可能會(huì)因?yàn)槁└蟹捶逯惦妷哼^(guò)高而擊穿開(kāi)關(guān)管。由于漏感大，可能使輸出紋波，及其他一些電磁指標(biāo)變差。當(dāng)占空比小時(shí)，開(kāi)關(guān)管通過(guò)電流有效 值高，變壓器初級(jí)電流有效值大，降低變換器效率，但可改善輸出電容的工作條件，降低發(fā)熱。如何確定變壓器反射電壓（即占空比）
接著談關(guān)于反激電源的占空比（本人關(guān)注反射電壓，與占空比一致），占空比還與選擇開(kāi)關(guān)管的耐壓有關(guān)，有一些早期的反激電源使用比較低耐壓開(kāi)關(guān)管，如 600V或650V作為交流220V 輸入電源的開(kāi)關(guān)管，也許與當(dāng)時(shí)生產(chǎn)工藝有關(guān)，高耐壓管子，不易制造，或者低耐壓管子有更合理的導(dǎo)通損耗及開(kāi)關(guān)特性，像這種線路反射電壓不能太高，否則為使開(kāi)關(guān)管工作在安全范圍內(nèi)，吸收電路損耗的功率也是相當(dāng)可觀的。
實(shí)踐證明600V管子反射電壓不要大于100V，650V管子反射電壓不要大于120V，把漏感尖峰電壓值鉗位在50V時(shí)管子還有50V的工作余量。現(xiàn)在 由于MOS管制造工藝水平的提高，一般反激電源都采用700V或750V甚至 800-900V的開(kāi)關(guān)管。像這種電路，抗過(guò)壓的能力強(qiáng)一些開(kāi)關(guān)變壓器反射電壓也可以做得比較高一些，最大反射電壓在150V比較合適，能夠獲得較好的綜 合性能。
PI公司的TOP芯片推薦為135V采用瞬變電壓抑制二極管鉗位。但他的評(píng)估板一般反射電壓都要低于這個(gè)數(shù)值在110V左右。這兩種類型各有優(yōu)缺點(diǎn)：
第一類：缺點(diǎn)抗過(guò)壓能力弱，占空比小，變壓器初級(jí)脈沖電流大。優(yōu)點(diǎn)：變壓器漏感小，電磁輻射低，紋波指標(biāo)高，開(kāi)關(guān)管損耗小，轉(zhuǎn)換效率不一定比第二類低。
第二類：缺點(diǎn)開(kāi)關(guān)管損耗大一些，變壓器漏感大一些，紋波差一些。優(yōu)點(diǎn)：抗過(guò)壓能力強(qiáng)一些，占空比大，變壓器損耗低一些，效率高一些。
反激電源反射電壓還有一個(gè)確定因素
反激電源的反射電壓還與一個(gè)參數(shù)有關(guān)，那就是輸出電壓，輸出電壓越低則變壓器匝數(shù)比越大，變壓器漏感越大，開(kāi)關(guān)管承受電壓越高，有可能擊穿開(kāi)關(guān)管、吸收電路消耗功率越大，有可能使吸收回路功率器件永久失效（特別是采用瞬變電壓抑制二極管的電路）。在設(shè)計(jì)低壓輸出小功率反激電源的優(yōu)化過(guò)程中必須小心處理，其 處理方法有幾個(gè)：
1、 采用大一個(gè)功率等級(jí)的磁芯降低漏感，這樣可提高低壓反激電源的轉(zhuǎn)換效率，降低損耗，減小輸出紋波，提高多路輸出電源的交差調(diào)整率，一般常見(jiàn)于家電用開(kāi)關(guān)電源，如光碟機(jī)、DVB機(jī)頂盒等。
2、如果條件不允許加大磁芯，只能降低反射電壓，減小占空比。降低反射電壓可減小漏感但 有可能使電源轉(zhuǎn)換效率降低，這兩者是一個(gè)矛盾，必須要有一個(gè)替代過(guò)程才能找到一個(gè)合適的點(diǎn)，在變壓器替代實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以檢測(cè)變壓器原邊的反峰電壓，盡量降低反峰電壓脈沖的寬度，和幅度，可增加變換器的工作安全裕度。一般反射電壓在110V時(shí)比較合適。
3、增強(qiáng)耦合，降低損耗，采用新的技術(shù)，和繞線工藝，變壓器為滿足安全規(guī)范會(huì)在原邊和副 邊間采取絕緣措施，如墊絕緣膠帶、加絕緣端空膠帶。這些將影響變壓器漏感性能，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中可采用初級(jí)繞組包繞次級(jí)的繞法�；蛘叽渭�(jí)用三重絕緣線繞制，取消初次級(jí)間的絕緣物，可以增強(qiáng)耦合，甚至可采用寬銅皮繞制。
文中低壓輸出指小于或等于5V的輸出，像這一類小功率電源，本人的經(jīng)驗(yàn)是，功率輸出大于20W輸出可采用正激式，可獲得最佳性價(jià)比，當(dāng)然這也不是決對(duì)的， 與個(gè)人的習(xí)慣，應(yīng)用的環(huán)境有關(guān)系，下次談一談反激電源用磁性芯，磁路開(kāi)氣隙的一些認(rèn)識(shí)，希望各位高人指點(diǎn)。
反激電源變壓器磁芯在工作在單向磁化狀態(tài)，所以磁路需要開(kāi)氣隙，類似于脈動(dòng)直流電感器。部分磁路通過(guò)空氣縫隙耦合。為什么開(kāi)氣隙的原理本人理解為：由于功率鐵氧體也具有近似于矩形的工作特性曲線（磁滯回線），在工作特性曲線上Y軸表示磁感應(yīng)強(qiáng)度（B），現(xiàn)在的生產(chǎn)工藝一般飽和點(diǎn)在400mT以上，一般此值 在設(shè)計(jì)中取值應(yīng)該在200-300mT比較合適、X軸表示磁場(chǎng)強(qiáng)度（H）此值與磁化電流強(qiáng)度成比例關(guān)系。磁路開(kāi)氣隙相當(dāng)于把磁體磁滯回線向X 軸向傾斜，在同樣的磁感應(yīng)強(qiáng)度下，可承受更大的磁化電流，則相當(dāng)于磁心儲(chǔ)存更多的能量，此能量在開(kāi)關(guān)管截止時(shí)通過(guò)變壓器次級(jí)瀉放到負(fù)載電路，反激電源磁芯開(kāi)氣隙有兩個(gè)作用。其一是傳遞更多能量，其二防止磁芯進(jìn)入飽和狀態(tài)。
反激電源的變壓器工作在單向磁化狀態(tài)，不僅要通過(guò)磁耦合傳遞能量，還擔(dān)負(fù)電壓變換輸入輸出隔離的多重作用。所以氣隙的處理需要非常小心，氣隙太大可使漏感變大，磁滯損耗增加，鐵損、銅損增大，影響電源的整機(jī)性能。氣隙太小有可能使變壓器磁芯飽和，導(dǎo)致電源損壞
所謂反激電源的連續(xù)與斷續(xù)模式是指變壓器的工作狀態(tài)，在滿載狀態(tài)變壓器工作于能量完全傳遞，或不完全傳遞的工作模式。一般要根據(jù)工作環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，常規(guī)反激電源應(yīng)該工作在連續(xù)模式，這樣開(kāi)關(guān)管、線路的損耗都比較小，而且可以減輕輸入輸出電容的工作應(yīng)力，但是這也有一些例外。
需要在這里特別指出：由于反激電源的特點(diǎn)也比較適合設(shè)計(jì)成高壓電源，而高壓電源變壓器一般工作在斷續(xù)模式，本人理解為由于高壓電源輸出需要采用高耐壓的整流二極管。由于制造工藝特點(diǎn)，高反壓二極管，反向恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，速度低，在電流連續(xù)狀態(tài)，二極管是在有正向偏壓時(shí)恢復(fù)，反向恢復(fù)時(shí)的能量損耗非常大，不利于 變換器性能的提高，輕則降低轉(zhuǎn)換效率，整流管?chē)?yán)重發(fā)熱，重則甚至燒毀整流管。由于在斷續(xù)模式下，二極管是在零偏壓情況下反向偏置，損耗可以降到一個(gè)比較低的水平。所以高壓電源工作在斷續(xù)模式，并且工作頻率不能太高。
還有一類反激式電源工作在臨界狀態(tài)，一般這類電源工作在調(diào)頻模式，或調(diào)頻調(diào)寬雙模式，一些低成本的自激電源（RCC）常采用這種形式，為保證輸出穩(wěn)定，變 壓器工作頻率隨著，輸出電流或輸入電壓而改變，接近滿載時(shí)變壓器始終保持在連續(xù)與斷續(xù)之間，這種電源只適合于小功率輸出，否則電磁兼容特性的處理會(huì)很讓人頭痛
反激開(kāi)關(guān)電源變壓器應(yīng)工作在連續(xù)模式，那就要求比較大的繞組電感量，當(dāng)然連續(xù)也是有一定程度的，過(guò)分追求絕對(duì)連續(xù)是不現(xiàn)實(shí)的，有可能需要很大的磁芯，非常多的線圈匝數(shù)，同時(shí)伴隨著大的漏感和分布電容，可能得不償失。那么如何確定這個(gè)參數(shù)呢，通過(guò)多次實(shí)踐，及分析同行的設(shè)計(jì)，本人認(rèn)為，在標(biāo)稱電壓輸入時(shí)，輸 出達(dá)到50%~60%變壓器從斷續(xù)，過(guò)渡到連續(xù)狀態(tài)比較合適�；蛘咴谧罡咻斎腚妷籂顟B(tài)時(shí)，滿載輸出時(shí)，變壓器能夠過(guò)渡到連續(xù)狀態(tài)就可以了。
反激式開(kāi)關(guān)電源占空比Dmax:
Dmax=e/(e+Vmin)*100%,e是指開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，初級(jí)線圈上的自感電動(dòng)勢(shì)，有人稱之為反射電壓。
e的取值，由Vmin及Dmax決定，一般Dmax取0.4-0.45（為保證磁通復(fù)位，Dmax要小于0.5，實(shí)際應(yīng)用要留裕量。
電源PCB板設(shè)計(jì)全過(guò)程
作為PCB工程師，在Lay PCB，應(yīng)重點(diǎn)注意那些事項(xiàng)？
1、電源進(jìn)來(lái)之后，先到濾波電容，從濾波電容出來(lái)之后，才送給后面的設(shè)備。因?yàn)镻CB上面的走線，不是理想的導(dǎo)線，存在著電阻以及分布電感，如果從濾波電容前面取電，紋波就會(huì)比較大，濾波效果就不好了。
2、線條有講究：有條件做寬的線決不做細(xì)，不得有尖銳的倒角，拐彎也不得采用直角。地線應(yīng)盡量寬，最好使用大面積敷銅，這對(duì)接地點(diǎn)問(wèn)題有相當(dāng)大的改善。
3、電容是為開(kāi)關(guān)器件(門(mén)電路)或其它需要濾波/退耦的部件而設(shè)置的，布置這些電容就應(yīng)盡量靠近這些元部件，離得太遠(yuǎn)就沒(méi)有作用了。
Lay PCB（電源板）時(shí)，結(jié)合安規(guī)要求，重點(diǎn)注意那些事項(xiàng)？
1、交流電源進(jìn)線，保險(xiǎn)絲之前兩線最小安全距離不小于6MM，兩線與機(jī)殼或機(jī)內(nèi)接地最小安全距離不小于8MM。
2、保險(xiǎn)絲后的走線要求：零、火線最小爬電距離不小于3MM。
3、高壓區(qū)與低壓區(qū)的最小爬電距離不小于8MM，不足8MM或等于8MM的。須開(kāi)2MM的安全槽。
4、高壓區(qū)須有高壓示警標(biāo)識(shí)的絲印，即有感嘆號(hào)在內(nèi)的三角形符號(hào)；高壓區(qū)須用絲印框住，框條絲印須不小于3MM
5、高壓整流濾波的正負(fù)之間的最小安全距離不小于2MM
簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)流程。
1、根據(jù)設(shè)計(jì)制作原理圖
2、在原理圖編譯通過(guò)后，就可以產(chǎn)生相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表了
3、制作物理邊框(Keepout Layer)
4、元件和網(wǎng)絡(luò)的引入
5、元件的布局
元件的布局與走線對(duì)產(chǎn)品的壽命、穩(wěn)定性、電磁兼容都有很大的影響，是應(yīng)該特別注意的地方。一般來(lái)說(shuō)應(yīng)該有以下一些原則：⑴放置順序 先放置與結(jié)構(gòu)有關(guān)的固定位置的元器件，如電源插座、指示燈、開(kāi)關(guān)、連接件之類，這些器件放置好后用軟件的ＬＯＣＫ功能將其鎖定，使之以后不會(huì)被誤移動(dòng)。再放置線路上的特殊元件和大的元器件，如發(fā)熱元件、變壓器、IC等。最后放置小器件。⑵注意散熱 元件布局還要特別注意散熱問(wèn)題。對(duì)于大功率電路，應(yīng)該將那些發(fā)熱元件如功率管、變壓器等盡量靠邊分散布局放置，便于熱量散發(fā)，不要集中在一個(gè)地方，也不要高電容太近以免使電解液過(guò)早老化。
6、布線
7、調(diào)整完善
完成布線后，要做的就是對(duì)文字、個(gè)別元件、走線做些調(diào)整以及敷銅（這項(xiàng)工作不宜太早，否則會(huì)影響速度，又給布線帶來(lái)麻煩），同樣是為了便于進(jìn)行生產(chǎn)、調(diào)試、維修。敷銅通常指以大面積的銅箔去填充布線后留下的空白區(qū)，可以鋪ＧＮＤ的銅箔，也可以鋪ＶＣＣ的銅箔（但這樣一旦短路容易燒毀器件，最好接地，除非不得已用來(lái)加大電源的導(dǎo)通面積，以承受較大的電流才接ＶＣＣ）。包地則通常指用兩根地線（ＴＲＡＣ）包住一撮有特殊要求的信號(hào)線，防止它被別人干擾或干擾別人。 如果用敷銅代替地線一定要注意整個(gè)地是否連通，電流大小、流向與有無(wú)特殊要求，以確保減少不必要的失誤。
8、檢查核對(duì)
網(wǎng)絡(luò)有時(shí)候會(huì)因?yàn)檎`操作或疏忽造成所畫(huà)的板子的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系與原理圖不同，這時(shí)檢察核對(duì)是很有必要的。所以畫(huà)完以后切不可急于交給制版廠家，應(yīng)該先做核對(duì)，后再進(jìn)行后續(xù)工作。
設(shè)計(jì)中，PCB 設(shè)計(jì)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)如何統(tǒng)一？
限高要求，元器件布局不應(yīng)導(dǎo)致裝配干涉；PCB外形以及定位孔、安裝孔等的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮PCB制造PCB外形和尺寸應(yīng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一致，器件選型應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)的加工誤差以及結(jié)構(gòu)件的加工誤差PCB布局選用的組裝流程應(yīng)使生產(chǎn)效率最高；設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮板形設(shè)計(jì)是否最大限度地減少組裝流程的問(wèn)題，即多層板或雙面板的設(shè)計(jì)能否用單面板代替？PCB每一面是否能用
一種組裝流程完成?能否最大限度地不用手工焊？使用的插裝元件能否用貼片元件代替？選用元件的封裝應(yīng)與實(shí)物統(tǒng)一，焊盤(pán)間距、大小滿足設(shè)計(jì)要求；元器件均勻分布﹐特別要把大功率的器件分散開(kāi)﹐避免電路工作時(shí)PCB上局部過(guò)熱產(chǎn)生應(yīng)力﹐影響焊點(diǎn)的可靠性；考慮大功率器件的散熱設(shè)計(jì)；在設(shè)計(jì)許可的條件下，元器件的布局盡可能做到同類元器件按相同的方向排列，相同功能的模塊集中在一起布置；相同封裝的元器件等距離放置，以便元件貼裝、焊接和檢測(cè)；絲印清晰可辨，極性、方向指示明確，且不被組裝好后的器件遮擋住。
PCB版材質(zhì)有那些？開(kāi)關(guān)電源的PCB常用材質(zhì)有那些？
1、94V-0、94V-2 屬于一類阻燃級(jí)別材質(zhì)，而這兩種中94V-0又屬于阻燃級(jí)別材質(zhì)中最高的一種。
以材質(zhì)來(lái)分的話，其可分為有機(jī)材質(zhì)和無(wú)機(jī)材質(zhì)
a. 有機(jī)材質(zhì) 酚醛樹(shù)脂、玻璃纖維/環(huán)氧樹(shù)脂、Polyimide、BT/Epoxy等皆屬之。
b. 無(wú)機(jī)材質(zhì) 鋁、Copper-invar-copper、ceramic等
2、鋁基板PCB
簡(jiǎn)述材料承認(rèn)流程
1、對(duì)樣品進(jìn)行單體測(cè)試,提出“樣品測(cè)試報(bào)告”,對(duì)某些需專用儀器測(cè)試項(xiàng)目可以廠商測(cè)試為參考.對(duì)于國(guó)外知名品牌晶體半導(dǎo)體類、塑膠件及包裝性材料可不作單項(xiàng)測(cè)試,但各種類材料樣品需有實(shí)際性安裝及使用測(cè)試并以此結(jié)果作最終判定中重要依據(jù);
2、使用測(cè)試并以此結(jié)果作最終判定重要依據(jù),研發(fā)部根據(jù)樣品之測(cè)試結(jié)果與承認(rèn)書(shū)中規(guī)格核對(duì),確定承認(rèn)書(shū)與樣品的一致性,并檢查承認(rèn)書(shū)內(nèi)容的完整性;
3、對(duì)單測(cè)試不合格或承認(rèn)書(shū)不符合要求的材料,要求采購(gòu)重新提供樣品及承認(rèn)書(shū);
4、對(duì)某些關(guān)鍵性材料,在研發(fā)部單體測(cè)試通過(guò)后,由研發(fā)部申請(qǐng)小批量試投,生產(chǎn)部主導(dǎo)試投工作,品管部負(fù)責(zé)試投材料的驗(yàn)證;
5、材料樣品承認(rèn)書(shū)及試投(關(guān)鍵性材料)均合格后,加附“材料承認(rèn)書(shū)”封面并做樣品封存(塑膠件及包裝材料可只作樣品封存),由研發(fā)部經(jīng)理批準(zhǔn)后發(fā)行至相關(guān)部門(mén).
如何在設(shè)計(jì)PCB時(shí)增強(qiáng)防靜電ESD功能
在PCB板的設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以通過(guò)分層、恰當(dāng)?shù)牟季植季�和安裝實(shí)現(xiàn)PCB的抗ESD設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)預(yù)測(cè)可以將絕大多數(shù)設(shè)計(jì)修改僅限于增減元器件。通過(guò)調(diào)整PCB布局布線，能夠很好地防范ESD。
來(lái)自人體、環(huán)境甚至電子設(shè)備內(nèi)部的靜電對(duì)于精密的半導(dǎo)體芯片會(huì)造成各種損傷，例如穿透元器件內(nèi)部薄的絕緣層；損毀MOSFET和CMOS元器件的柵極；CMOS器件中的觸發(fā)器鎖死；短路反偏的PN結(jié)；短路正向偏置的PN結(jié)；熔化有源器件內(nèi)部的焊接線或鋁線。為了消除靜電釋放(ESD)對(duì)電子設(shè)備的干擾和破壞，需要采取多種技術(shù)手段進(jìn)行防范。
在PCB板的設(shè)計(jì)當(dāng)中，可以通過(guò)分層、恰當(dāng)?shù)牟季植季�和安裝實(shí)現(xiàn)PCB的抗ESD設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)預(yù)測(cè)可以將絕大多數(shù)設(shè)計(jì)修改僅限于增減元器件。通過(guò)調(diào)整PCB布局布線，能夠很好地防范ESD。以下是一些常見(jiàn)的防范措施。
盡可能使用多層PCB，相對(duì)于雙面PCB而言，地平面和電源平面，以及排列緊密的信號(hào)線-地線間距能夠減小共模阻抗和感性耦合，使之達(dá)到雙面PCB的 1/10到1/100。盡量地將每一個(gè)信號(hào)層都緊靠一個(gè)電源層或地線層。對(duì)于頂層和底層表面都有元器件、具有很短連接線以及許多填充地的高密度PCB，可以考慮使用內(nèi)層線。
對(duì)于雙面PCB來(lái)說(shuō)，要采用緊密交織的電源和地柵格。電源線緊靠地線，在垂直和水平線或填充區(qū)之間，要盡可能多地連接。一面的柵格尺寸小于等于60mm，如果可能，柵格尺寸應(yīng)小于13mm。
確保每一個(gè)電路盡可能緊湊。
盡可能將所有連接器都放在一邊。
如果可能，將電源線從卡的中央引入，并遠(yuǎn)離容易直接遭受ESD影響的區(qū)域。
在引向機(jī)箱外的連接器(容易直接被ESD擊中)下方的所有PCB層上，要放置寬的機(jī)箱地或者多邊形填充地，并每隔大約13mm的距離用過(guò)孔將它們連接在一起。
在卡的邊緣上放置安裝孔，安裝孔周?chē)脽o(wú)阻焊劑的頂層和底層焊盤(pán)連接到機(jī)箱地上。
PCB裝配時(shí)，不要在頂層或者底層的焊盤(pán)上涂覆任何焊料。使用具有內(nèi)嵌墊圈的螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)PCB與金屬機(jī)箱/屏蔽層或接地面上支架的緊密接觸。
在每一層的機(jī)箱地和電路地之間，要設(shè)置相同的“隔離區(qū)”；如果可能，保持間隔距離為0.64mm。
在卡的頂層和底層靠近安裝孔的位置，每隔100mm沿機(jī)箱地線將機(jī)箱地和電路地用1.27mm寬的線連接在一起。與這些連接點(diǎn)的相鄰處，在機(jī)箱地和電路地之間放置用于安裝的焊盤(pán)或安裝孔。這些地線連接可以用刀片劃開(kāi)，以保持開(kāi)路，或用磁珠/高頻電容的跳接。
如果電路板不會(huì)放入金屬機(jī)箱或者屏蔽裝置中，在電路板的頂層和底層機(jī)箱地線上不能涂阻焊劑，這樣它們可以作為ESD電弧的放電極。
要以下列方式在電路周?chē)O(shè)置一個(gè)環(huán)形地：
(1)除邊緣連接器以及機(jī)箱地以外，在整個(gè)外圍四周放上環(huán)形地通路。
(2)確保所有層的環(huán)形地寬度大于2.5mm。
(3)每隔13mm用過(guò)孔將環(huán)形地連接起來(lái)。
(4)將環(huán)形地與多層電路的公共地連接到一起。
(5) 對(duì)安裝在金屬機(jī)箱或者屏蔽裝置里的雙面板來(lái)說(shuō)，應(yīng)該將環(huán)形地與電路公共地連接起來(lái)。不屏蔽的雙面電路則應(yīng)該將環(huán)形地連接到機(jī)箱地，環(huán)形地上不能涂阻焊劑，以便該環(huán)形地可以充當(dāng)ESD的放電棒，在環(huán)形地(所有層)上的某個(gè)位置處至少放置一個(gè)0.5mm寬的間隙，這樣可以避免形成一個(gè)大的環(huán)路。信號(hào)布線離環(huán)形地的距離不能小于0.5mm。
數(shù)字工程師為何不相信EMC的幾個(gè)誤區(qū)
最近參加了IEEE電磁兼容性（EMC）學(xué)會(huì)的一個(gè)本地（西雅圖）會(huì)議，這并不是我所居住的地方，但我極力向你推薦，在這里你可以了解更多的EMC的基本知識(shí)，還可以獲取大量的免費(fèi)建議。
聽(tīng) 完Bill Ritenour關(guān)于汽油泵的靜電屏蔽的演講之后，我們開(kāi)始關(guān)注另一個(gè)問(wèn)題，即：為具有純數(shù)字背景的人員講授EMC概念的優(yōu)勢(shì)何在？討論得出結(jié)果后又經(jīng)過(guò) 反復(fù)思考，現(xiàn)在我終于能夠指出眾多數(shù)字工程師難以處理EMC問(wèn)題的基本原因。與模擬世界的一些觀點(diǎn)相反，這并不是因?yàn)樗麄儧](méi)有說(shuō)話能力，也不是因?yàn)樗麄冊(cè)?學(xué)校里沒(méi)有刻苦學(xué)習(xí)，實(shí)際上與工程師個(gè)人沒(méi)有任何關(guān)系。而現(xiàn)在許多有關(guān)EMC的難題的根本潛在原因是態(tài)度問(wèn)題，即：數(shù)字工程師不相信EMC。這種令人遺憾的情況是由多種因素造成的，我們的教育機(jī)構(gòu)、儀器（集成電路、仿真工具等）的制造商以及工程管理方面的低劣性能都有無(wú)法推卸的責(zé)任。
我們的機(jī)構(gòu)、廠商和管理者無(wú)意地宣傳了五種誤解，致使許多數(shù)字工程師新手無(wú)法正確理解EMC，甚至不相信它的存在，對(duì)于剛從學(xué)校出來(lái)的數(shù)字工程師新手來(lái)說(shuō)，最多只是一個(gè)神話。
你對(duì)五種誤解了解得越多，就越能理解許多數(shù)字工程師的觀點(diǎn)，從而幫助你解決不可避免的EMC難題。
Ⅰ數(shù)字工程師不相信電流是循環(huán)流動(dòng)的
從數(shù)字簡(jiǎn)圖上可以看出，邏輯網(wǎng)上的數(shù)字信號(hào)是在門(mén)之間傳遞的，這些信號(hào)是以電子流的形式實(shí)現(xiàn)傳遞的，而電子流也總是循環(huán)流動(dòng)的，但是在簡(jiǎn)圖中并沒(méi)有示意返回信號(hào)流的路徑。
許 多數(shù)字工程師都相信返回的路徑是不相干的。如果邏輯驅(qū)動(dòng)器充當(dāng)電壓源，而輸入充當(dāng)電壓接收器，他們則推論出擔(dān)心電流的原因。示波器和邏輯分析器廠商主要推銷電壓狀態(tài)的探針，增加了對(duì)EMC的誤解。若電流感應(yīng)良好的探針具有接近活性的極微小的探尖，則可以在單個(gè)的BGA球上看見(jiàn)電流的流動(dòng)，這變成了“現(xiàn)實(shí) ”，而不僅僅是單純的理論概念。
比如說(shuō)，你準(zhǔn)備與某個(gè)數(shù)字工程師共同研究普通狀態(tài)的電纜輻射問(wèn)題，首先你需要確信這個(gè)工程師是否真正理解電流是循環(huán)流動(dòng)的這一事實(shí)。
Ⅱ數(shù)字工程師不相信H場(chǎng)
我 將這類誤解歸因于教育系統(tǒng)，他們將重點(diǎn)放在電子域效應(yīng)上，而不是磁性上。這是電子管時(shí)代的產(chǎn)物，其主要特征是電路阻抗非常高。例如，電子管的板極電路可能有100,000 歐姆的阻抗，大大高于自由空間的阻抗（377歐姆），因此板極電路周?chē)拇蠖鄶?shù)近場(chǎng)能量將處于電子場(chǎng)狀態(tài)，多數(shù)的交叉耦合與寄生耦合問(wèn)題都將產(chǎn)生電子場(chǎng)或電容性效應(yīng)。
現(xiàn)在的高速數(shù)字系統(tǒng)電路是低阻抗的，接近50歐姆，大大低于377歐姆的自由空間阻抗，而數(shù)字電路周?chē)拇蠖鄶?shù)近場(chǎng)能量則處于磁場(chǎng)狀態(tài)，并非電子場(chǎng)狀態(tài)，因此高速數(shù)字系統(tǒng)中的交叉干擾、接地逆跳和干擾問(wèn)題涉及電流、磁場(chǎng)和電感的循環(huán)。
在EMC世界中，數(shù)字電路板周?chē)慕鼒?chǎng)能量大多數(shù)是磁性的，這是普通的常識(shí)，但數(shù)字工程師卻不了解。
Ⅲ數(shù)字工程師不相信門(mén)是差動(dòng)放大器
典型的產(chǎn)品數(shù)據(jù)單中是采用絕對(duì)伏特單位對(duì)輸入電壓的靈敏度進(jìn)行評(píng)定的，但是就門(mén)僅僅對(duì)應(yīng)于輸入引腳電壓和指定的參考引腳電壓之間的區(qū)別而言，沒(méi)有作出明確的說(shuō)明，另外，也不明確哪一個(gè)是指定的參考引腳。（對(duì)于TTL來(lái)說(shuō)，指陰極電源干線；對(duì)ECL來(lái)說(shuō)，指陽(yáng)極線。）
這種概念的不明確使許多工程師認(rèn)為門(mén)可以感知“絕對(duì)零”伏特，就好象具有魔力的電線從芯片中引出，連接到地球的中心，從而找出“真正的”接地參考電壓。因而，他們無(wú)法理解系統(tǒng)中的兩點(diǎn)接地電壓不相等時(shí)所產(chǎn)生的問(wèn)題。
當(dāng)然，沒(méi)有一個(gè)廠商會(huì)承認(rèn)他們生產(chǎn)的芯片容易受到接地移動(dòng)的影響，因此他們無(wú)法談?wù)摳嘤嘘P(guān)這方面的情況也是意料之中的事。此外，這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)允許芯片之間進(jìn)行接地移動(dòng)，這很有可能出現(xiàn)故障，而且可能生成大量的EMI，并面臨ESD和其它的免除性問(wèn)題，這才是嚴(yán)重的問(wèn)題。
大多數(shù)的數(shù)字工程師都沒(méi)有花時(shí)間去考慮系統(tǒng)中不同的接地電壓的存在，以及對(duì)性能產(chǎn)生的效應(yīng)，或者實(shí)現(xiàn)接地移動(dòng)的機(jī)制。
IV 數(shù)字工程師不相信電磁波
盡 管在工作中會(huì)遇到大量的有關(guān)電磁場(chǎng)的實(shí)例（如微波爆米花和電視），但許多的數(shù)字工程師仍不相信數(shù)字系統(tǒng)中產(chǎn)生過(guò)這種效應(yīng)，其根源在于波動(dòng)不存在于 Spice設(shè)備中。一代電路設(shè)計(jì)者相信基于Spice的軟件仿真世界是真實(shí)條件下運(yùn)作的真實(shí)電路的表現(xiàn)，但他們不理解這是有限制性的。剛從學(xué)校畢業(yè)的數(shù)字設(shè)計(jì)者認(rèn)為，Spice不能做E&M場(chǎng)，因此肯定是不存在的。
仿真自然有它的作用，總的來(lái)說(shuō)，如果你知道要模擬什么，那么它就能產(chǎn)生奇 跡。但是你若致力于比如EMC的研究，則會(huì)過(guò)分吹噓仿真的優(yōu)勢(shì)，而問(wèn)題在于我們不一定知道影響最大的是什么效應(yīng)，仿真也無(wú)能為力。Samuel Clemens曾說(shuō)過(guò)：“我們永遠(yuǎn)無(wú)法預(yù)測(cè)災(zāi)難的降臨。”
Ⅴ數(shù)字工程師不相信理解EMC有助于我們自身的事業(yè)發(fā)展
這屬于管理方面的問(wèn)題，發(fā)生的原因不難看出。
假設(shè)Joe是一位出色的產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和數(shù)字界的精英，他剛剛完成有關(guān)EMC的論述，并使其最新的產(chǎn)品在初審時(shí)就通過(guò)了FCC和EC規(guī)定，他是一個(gè)天才！
接 下來(lái)發(fā)生的事如預(yù)言所說(shuō)，Joe的設(shè)計(jì)生涯結(jié)束了，他不會(huì)再在公司設(shè)計(jì)其它的處理器，取而代之，他開(kāi)始解決Fred的EMC問(wèn)題，接著是Bob的問(wèn)題，然后是其它的種種問(wèn)題。他高效率地排除了這些問(wèn)題，重復(fù)使用他的EMC經(jīng)驗(yàn)，而其他人則因淋濕的處理器板又能重新工作而收獲應(yīng)得的報(bào)酬。
在當(dāng)今的商業(yè)世界，典型的數(shù)字工程師只能從數(shù)字的功能性方面獲得回報(bào)，而不是為生產(chǎn)所作的全面準(zhǔn)備工作。
希望看到我的文章能對(duì)我的電源感興趣
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