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技術專題
電力電子的布線
在PCB設計中，整個電路板上的電源也有不同的應用。我們已經過去了很長時間，布局設計人員只需要在整個電路板上撒一些旁路電容器，然后將它們插入電源和接地層，就可以了。現在，在我們的電子設備中使用電源電路需要在布局上達到與其余PCB電路相同的精度，而這一切都圍繞著其布線方式。以下是一些有關電力電子設備注意事項的布線，可幫助您將正確的功率精確地施加到下一個PCB設計中。
電路板上有很多電子活動，可能會影響電源電路的布局或受其影響。由于需要為電路板的所有組件提供清晰，不間斷的供電網絡，因此您最后需要做的就是驅動該網絡的電源電路中的問題。然而，這是電路板布局的一個領域，通常沒有給予應有的重視。如果沒有良好的電源電路布局和布線，PCB可能會遭受許多不同的電路不穩定因素的困擾。
可能發生的問題之一是，如果不通過創建良好的布局來管理電源的開關特性，則會形成電源紋波。這些紋波會在附近的電路板電路中產生串擾，并且噪聲會影響在這些電路中發送或接收的信號。電源布局不佳的另一個問題是，它可能會失去在較高電流輸出時進行調節的能力。如果未正確布置電路板，則電源也會影響信號返回路徑。
為了解決這些問題，讓我們看一些用于更好地布線電源電子設備的方法。
與任何類型的布局一樣，最佳布線首先要有良好的零件放置。盡管有些設計師將同時放置組件并布線，但另一些設計師將首先放置所有零件，然后將布線一起布線。每種方法都有其優點，但重要的是創建一個良好的組件放置，進而驅動良好的跟蹤布線。這意味著您的展示位置應專注于獲得最佳的布線效果，而不必專注于創建原始外觀。您與組件放置之間建立的所有網絡連接越短，狀態就會越好。只需記住，該放置位置也必須是可制造的。
要成功布線電路板的電源，請記住以下三個關鍵點：
簡短直接：
電源網絡（尤其是傳導大電流的電源網絡）的最佳布線是保持走線短而直接。減小電流流過的長度將減小走線中的電感，并減少可能產生的噪聲。另外，將跡線的拐角以45度而不是直角布線，甚至更好的是將跡線的拐角繞圓。
廣泛的痕跡：
跡線的寬度也將減小其電感和電阻。這種結合還將有助于很大程度地降低電路充當天線并產生噪聲的可能性。
停留在同一層上：
通過計劃電源部件的布局以實現最直接的連接，您將無需使用其他層進行布線。這樣不僅可以使布線保持最短的長度，而且可以避免使用過孔，過孔會增加網絡的電感。
在某些時候，您將不得不使用過孔來在整個電路板層中上下移動以完成所有布線。您還必須使用過孔將電源組件連接到接地層。但是，您越能遵循路由電源線的短而直接的規則，您將獲得更大的成功。必須在不同的寬度和間距要求下路由這些走線，才能夠在您的設計工具中設置網絡類并將規則應用于這些類，這是一個很大的優勢。
接下來，我們將研究PCB設計工具中的設計規則和約束可以提供幫助的一些方式。
使用設計約束來設置電源走線的布線寬度
布線印刷電路板時，需要遵循很多不同的布線寬度和間距規則，而對電源電路進行布線就是一個很好的例子。不同的電壓將需要不同的布線寬度和間隙間距，以滿足其設計規范。如果沒有一套完整的規則和約束條件，設計人員將不得不依靠自己的存儲器將這些約束條件應用于不同的電壓。
在上面的圖片中，您可以看到約束管理器如何描繪用于布線不同電力網的線寬設置。除了這些寬度之外，它還可以設置間隙，通孔，布線拓撲，組件間距，阻抗設置等規則。約束管理器使您可以通過易于管理的門戶進入設計數據的約束信息，從而控制電路板的設計方式。
電力電子設備布局的另一個重要方面是如何創建和管理電源電路的接地層。平面不僅提供了一種將組件引腳連接到接地網上的便捷方法，而且還有助于以下方面：
接地層為信號提供了清晰的返回路徑。
它屏蔽了電路板，使其免受傳入和傳出的電磁干擾（EMI）。
接地層有助于減少電路板電路中產生的噪聲。
它有助于消散來自通過通孔連接的熱組件的熱量。
將電源設備組件布線到接地層時，有兩個重要注意事項。首先是將電源電路的接地層與電路板其余部分使用的數字接地層分開。可以使用多個網或通過在CAD工具中手動創建分隔來完成。第二是正確配置平面的網絡連接。借助它，您可以配置平面填充圖案以及如何構造散熱墊。