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：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、熱敏電阻…外，對溫度敏感的關鍵元器件（如IC）應遠離發熱元件，發熱較大的器件應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，可調電感、可變電容器，微動開關等可調元件的布局，應考慮整機結構要求，若是機內調節，應放在PCB板上方便于調節的地方，若是機外調節，其位置要與調節旋鈕在機箱面板上的位置相適應。
8、應留出印制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。
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。
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，一般電路應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。
三、布線原則
1、輸入輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行，較好加線間地線，以免發生反饋藕合。

2、走線的寬度主要由導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。
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、電源線根據線路電流的大小，盡量加粗電源線寬度，減少環路阻抗，同時使電源線，地線的走向和數據傳遞方向一致，縮小包圍面積，有助于增強抗噪聲能力。
A：散熱器接地多數也采用單點接地，提高噪聲抑制能力如下圖：
開關電源
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，紋波電流經過第一個電容當紋波電流太大時，多個電容并聯，紋波電流經過第一個電容產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，它應與頂層走線銅箔保持距離，并要符合安規。

9、弱信號走線，不要在電感、電流環等器件下走線。
桌面式電源適配器
電流取樣線在批量生產時發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路切割產生的電磁干擾，同時減少環路對外的電磁輻射。
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，以減小環路電阻，轉角要圓滑，線寬不要突變如下圖。
12V電源適配器
E：脈沖電流流過的區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。

16、驅動變壓器，電感，電流環同名端要一致。
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，則應與低壓元件保持一定安規距離。同時應與散熱片要保持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，發現的問題與解決方法如下：
1、整體布局：
案例1是一款六層板，較先布局是，元件面放控制部份，焊錫面放功率部份，在調試時發現干擾很大，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：
功率走線盡量實現較短化，以減少環路所包圍的面積，避免干擾。小信號線包圍面積小，如電流環：
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動線，以及同步信號線，走線時應盡量遠離，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 驅動波形及同步信號電壓波形是：