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電源適配器整體布局及走線原則

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電源適配器整體布局及走線原則

一、電源適配器整體布局圖三
1、散熱片分布均勻，風路通風良好。

圖一：散熱片擋風路，不利于散熱。
圖二：通風良好，利于散熱。
2、電容、IC等與熱元件（散熱器、整流橋、續(xù)流電感、功率電阻）要保持距離以避免受熱而受到影響。
3、電流環(huán)：為了穿線方便，引線孔距不能太遠或太近。
4、輸入/輸出、AC/插座要滿足兩線長短一致，留有一定空間裕量，注意插頭線扣所占的位置、插拔方便，輸出線孔整齊，好焊線。
5、元件之間不能相碰、MOS管、整流管的螺釘位置、壓條不能與其它元相碰，以便裝配工藝盡量簡化電容和電阻與壓條或螺釘相碰，在布板時可以先考慮好螺釘和壓條的位置。如下圖三：

適配器

6、除溫度開關(guān)、熱敏電阻…外，對溫度敏感的關(guān)鍵元器件（如IC）應(yīng)遠離發(fā)熱元件，發(fā)熱較大的器件應(yīng)與電容等影響整機壽命的器件有一定的距離。
7、對于電位器，可調(diào)電感、可變電容器，微動開關(guān)等可調(diào)元件的布局，應(yīng)考慮整機結(jié)構(gòu)要求，若是機內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在PCB板上方便于調(diào)節(jié)的地方，若是機外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應(yīng)。
8、應(yīng)留出印制PCB板定位孔支架所占用的位置。
9、位于電路板邊緣的元器件，離電路板邊緣一般不少于2mm。
10、輸出線、燈仔線、風扇線盡量一排，極性一致與面板對應(yīng)。
11、一般布局：小板上不接入高壓，將高壓元件放在大板上，如有特殊情況，則安規(guī)一定要求考慮好。如圖四將R1、R2放在大板，引入一低壓線即可。
12、初級散熱片與外殼要保持5mm以上距離(包麥拉片除外)。
13、布板時要注意反面元件的高度。如圖五

14、初次級Y電容與變壓器磁芯要注意安規(guī)。
二、桌面式充電器單元電路的布局要求
1、要按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。
2、以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局，元器件應(yīng)均勻整齊，緊湊地排列在PCB上，盡量減小和縮短各元件之間的連接引線。
3、在高頻下工作要考慮元器件的分布參數(shù)，一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列，這樣不僅美觀，而且裝焊容易，易于批量生產(chǎn)。
三、布線原則
1、輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行，最好加線間地線，以免發(fā)生反饋藕合。

2、走線的寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為50μm，寬度為1mm時，流過1A的電流，溫升不會高于3℃，以此推算2盎司（70μm）厚的銅箔，1mm寬可流通1.5A電流，溫升不會高于3℃（注：自然冷卻）。

3、輸入控制回路部分和輸出電流及控制部分（即走小電流走線之間和輸出走線之間各自的距離）電氣間隙寬度為：0.75mm--1.0mm(Min0.3mm)。原因是銅箔與焊盤如果太近易造成短路，也易造成電性干擾的不良反應(yīng)。
4、 ROUTE線拐彎處一般取圓弧形，而直角、銳角在高頻電路中會影響電氣性能。
5、電源線根據(jù)線路電流的大小，盡量加粗電源線寬度，減少環(huán)路阻抗，同時使電源線，地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞方向一致，縮小包圍面積，有助于增強抗噪聲能力。
A：散熱器接地多數(shù)也采用單點接地，提高噪聲抑制能力如下圖：
開關(guān)電源
更改前：多點接地形成磁場回路，EMI測試不合格。
適配器
更改后：單點接地無磁場回路，EMI測試OK。
7、濾波電容走線
A：噪音、紋波經(jīng)過濾波電容被完全濾掉。
電源適配器廠家
B：當紋波電流太大時，多個電容并聯(lián)，紋波電流經(jīng)過第一個電容當紋波電流太大時，多個電容并聯(lián)，紋波電流經(jīng)過第一個電容產(chǎn)生的熱量也比第二個、第三個多，很容易損壞，走線時，盡量讓紋波電流均分給每個電容，走線如下圖A、B如空間許可，也可用圖B方式走線
開關(guān)電源適配器
8、高壓高頻電解電容的引腳有一個鉚釘，如下圖所示，它應(yīng)與頂層走線銅箔保持距離，并要符合安規(guī)。

9、弱信號走線，不要在電感、電流環(huán)等器件下走線。
桌面式電源適配器
電流取樣線在批量生產(chǎn)時發(fā)生磁芯與線路銅箔相碰，造成故障。充電器廠家
10、金屬膜電阻下不能走高壓線、低壓線盡量走在電阻中間，電阻如果破皮容易和下面銅線短路。
11、加錫
A：功率線銅箔較窄處加錫。
B：RC吸收回路，不但電流較大需加錫，而且利于散熱。
C：熱元件下加錫，用于散熱，加錫不能壓焊盤。
12、信號線不能從變壓器、散熱片、MOS管腳中穿過。
13、如輸出是疊加的，差模電感前電容接前端地，差模電感后電容接輸出地。
桌面式充電器
14、高頻脈沖電流流徑的區(qū)域
東莞電源適配器
A：盡量縮小由高頻脈沖電流包圍的面積上圖所標示的5個環(huán)路包圍的面積盡量小。
B: 電源線、地線盡量靠近，以減小所包圍的面積，從而減小外界磁場環(huán)路切割產(chǎn)生的電磁干擾，同時減少環(huán)路對外的電磁輻射。
C: 大電容盡量離MOS管近，輸出RC吸收回路離整流管盡量近。
D: 電源線、地線的布線盡量加粗縮短，以減小環(huán)路電阻，轉(zhuǎn)角要圓滑，線寬不要突變?nèi)缦聢D 。
12V電源適配器
E：脈沖電流流過的區(qū)域遠離輸入輸出端子，使噪聲源和出口分離。
12伏電源適配器
F：振蕩濾波去耦電容靠近IC地，地線要求短。
桌面式充電器
14：錳銅絲立式變壓器磁芯工字電感功率電阻散熱片磁環(huán)下不能走第一層線。
15：開槽與走線銅箔要有10MIL以上的距離，注意上下層金屬部分的安規(guī)。

16、驅(qū)動變壓器，電感，電流環(huán)同名端要一致。
17、雙面板一般在大電流走線處多加一些過孔，過孔要加錫，增加載流能力。
18、在單面板中，跳線與其它元件不能相碰，如跳線接高壓元件，則應(yīng)與低壓元件保持一定安規(guī)距離。同時應(yīng)與散熱片要保持1mm以上的距離。
四、案例分析
12V電源適配器的體積越來越小，它的工作頻率也越來越高，內(nèi)部器件的密集度也越來高，這對PCB布線的抗干擾要求也越來越嚴，針對一些案例的布線，發(fā)現(xiàn)的問題與解決方法如下：
1、整體布局：
案例1是一款六層板，最先布局是，元件面放控制部份，焊錫面放功率部份，在調(diào)試時發(fā)現(xiàn)干擾很大，原因是PWM IC 與光耦位置擺放不合理，如：
桌面式充電器
如上圖， PWM IC 與光耦放在 MOS 管底下，它們之間只有一層2.0mm的PCB隔開，MOS管直接干擾PWM IC，后改進為

將PWM IC與光耦移開，且其上方無流過脈動成份的器件。
2、走線問題：
功率走線盡量實現(xiàn)最短化，以減少環(huán)路所包圍的面積，避免干擾。小信號線包圍面積小，如電流環(huán)：
桌面式充電器
A線與B線所包面積越大，它所接收的干擾越多。因為它是反饋電A線與B線所包面積越大，它所接收的干擾越多。因為它是反饋電耦反饋線要短，且不能有脈動信號與其交叉或平行。

PWM IC 芯片電流采樣線與驅(qū)動線，以及同步信號線，走線時應(yīng)盡量遠離，不能平行走線，否則相互干擾。因：電流波形為：
桌面式充電器
PWM IC 驅(qū)動波形及同步信號電壓波形是：