開關(guān)電源印制電路板

前言

　　不管是哪類工程技術(shù)人員，一個工程設(shè)計組在進行設(shè)計時，只考慮產(chǎn)品可以在合適的時間內(nèi)制造出來是不行的，還要考慮到在設(shè)計、測試、安裝以及生產(chǎn)過程中費用應(yīng)該最小。最常見的是，過分強調(diào)功能上要滿足市場的特殊需要，而忽視了對產(chǎn)品其他方面的考慮，如EMC標準的法律性要求以及產(chǎn)品的安全要求。如果產(chǎn)品不能通過EMC標準的測試，就必須進行重新設(shè)計。這種重新設(shè)計過程極大地增加了費用，這些費用不僅是增加投入工程設(shè)計的人力（還有行政上司在內(nèi)），還包括新線路板的布局與工藝、新樣品的制作材料、系統(tǒng)集成組裝測試、為盡快推出新產(chǎn)品而購買新元件、新的測試裝置以及制作新產(chǎn)品的相關(guān)文件。重新設(shè)計的代價還有產(chǎn)品市場份額的減少、產(chǎn)品供貨慢、消費者對公司的信譽（滿意度）降低、股票價值降低以及驚恐的加劇等。作為一個長期在開關(guān)電源行業(yè)工作的工程開發(fā)技術(shù)人員，親身經(jīng)歷與目睹了許多因為PcB設(shè)計不合理而要推倒重新設(shè)計的案例，這種事件的發(fā)生，甚至使有些資金短缺的小公司倒閉。因此我們所關(guān)心的是如何以最小的花費就能設(shè)計出高技術(shù)含量的產(chǎn)品。在PCB設(shè)計中執(zhí)行嚴格技術(shù)方案的方法可以節(jié)約開支，增加產(chǎn)品性能，增加產(chǎn)品的可靠度，實現(xiàn)第一次出廠就可以達到輻射與傳導(dǎo)通過的要求，而且產(chǎn)品性能達到預(yù)期的效果。

內(nèi)容概要

開關(guān)電源在工業(yè)生產(chǎn)與日常生活中隨處可見，開關(guān)電源的生產(chǎn)廠家眾多，但真正能理解開關(guān)電源的工作原理、掌握PCB的設(shè)計技巧，尤其是能合理、科學(xué)布線的人員稀缺。開關(guān)電源PCB的排板、布線是否合理，對開關(guān)電源的各項電氣參數(shù)具有舉足輕重的作用。    本書第一章主要介紹開關(guān)電源中常用的電路拓撲形式，使讀者對開關(guān)電源的基本理論有一個簡明扼要的了解，為后續(xù)的設(shè)計打下基礎(chǔ)；第二章分析了在開關(guān)電源中EMI產(chǎn)生的原因，以及在開關(guān)電源PCB排板時的應(yīng)對措施，力求使讀者能融會貫通；第三章通過六個開關(guān)電源PCB排板實例，使讀者進一步了解PCB排板的技巧性，具有實際的參考性；第四章介紹對于適配器類開關(guān)電源，如何合理地平衡熱源，使電源性能達到最佳；第五章介紹了SMT元件的工藝要求，設(shè)計合理的PCB板最終是要安裝電子元器件的，SMT元器件的安裝是否滿足電氣性能的要求與電源的整體性能關(guān)系密切；第六章介紹Prote199SE的使用方法與技巧，力爭花最少的時間滿足工程上的要求。    本書主要介紹了開關(guān)電源PCB布線方式的思考與技巧，希望通過本書的介紹，能提高開關(guān)電源設(shè)計人員對EMC與熱設(shè)計等方面的認識，從而提高開關(guān)電源產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量。    本書可供開關(guān)電源設(shè)計人員及其他相關(guān)PCB設(shè)計人員參考。

書籍目錄

前言第一章  開關(guān)電源六種基本拓撲的工作原理  第一節(jié)  各種轉(zhuǎn)換器定義與原理  第二節(jié)  隔離反激式轉(zhuǎn)換器  第三節(jié)  隔離正激式轉(zhuǎn)換器  第四節(jié)  推挽式轉(zhuǎn)換器  第五節(jié)  半橋式轉(zhuǎn)換器  第六節(jié)  全橋式轉(zhuǎn)換器電路  第七節(jié)  新型無紋波輸出的轉(zhuǎn)換器第二章  開關(guān)電源產(chǎn)生EMI的分析與抑制方法  第一節(jié)  電磁兼容（EMC）  第二節(jié)  開關(guān)電源產(chǎn)生EMI的原因  第三節(jié)  EMI常用元器件介紹  第四節(jié)  開關(guān)電源EMI的抑制方法  第五節(jié)  電磁兼容（EMC）設(shè)計如何融人產(chǎn)品研發(fā)流程第三章  開關(guān)電源PCB工程實例  第一節(jié)  PFC級EMI設(shè)計分析模型  第二節(jié)  基于NCP1651構(gòu)成的90WLED CV／CC驅(qū)動器  第三節(jié)  基于ACT355構(gòu)成的PSR3.5W無Y電容充電器  第四節(jié)  基于NCP1351控制器降低開關(guān)電源待機能耗  第五節(jié)  基于MAX1954構(gòu)成的7.5W DC-DC轉(zhuǎn)換器  第六節(jié)  基于MLX10803構(gòu)成的低噪聲、高效率汽車LED尾燈、轉(zhuǎn)向燈、剎車燈  第七節(jié)  反激式（TOPSwitch）開關(guān)電源在EMI及安規(guī)方面的設(shè)計技巧第四章  開關(guān)電源的熱設(shè)計  第一節(jié)  開關(guān)電源進行熱設(shè)計的重要性  第二節(jié)  印制電路板熱性能分析  第三節(jié)  散熱材料的選擇與散熱器的計算方法  第四節(jié)  熱仿真（熱分析）  第五節(jié)  熱仿真結(jié)果  第六節(jié)  熱設(shè)計小結(jié)第五章  開關(guān)電源SMT元件的工藝與焊接要求  第一節(jié)  SMT零件組裝工藝標準  第二節(jié)  DIP零件組裝工藝標準  第三節(jié)  印制電路板的組裝與焊接第六章  通用PCB設(shè)計與Prote199SE的使用技巧  第一節(jié)  通用PCB設(shè)計  第二節(jié)  Prote199SE與PCB布線  第三節(jié)  Prote199SE設(shè)計流程  第四節(jié)  Prote199SE的使用技巧與問題解答  第五節(jié)  Protel元件封裝總結(jié)附錄A  安全距離及其相關(guān)安全要求附錄B  開關(guān)電源的基本技術(shù)指標附錄C  PCB外觀及功能性測試術(shù)語

章節(jié)摘錄

　　第二章　開關(guān)電源產(chǎn)生EMI的分析與抑制方法　　第一節(jié)　電磁兼容（EMC）　　一、電磁兼容（EMC）和電磁干擾（EMI）的定義　　（1）IEC為電磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）所下的定義為：“電磁兼容是電子設(shè)備的一種功能，電子設(shè)備在電磁環(huán)境中能完成其功能，而不產(chǎn)生不能容忍的干擾”。電磁兼容（EMC）技術(shù)是一門迅速發(fā)展的綜合性邊緣學(xué)科，它以電磁場和無線電技術(shù)的基本理論為基礎(chǔ)，并涉及許多新的技術(shù)領(lǐng)域，如微波技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及新材料等。電磁兼容技術(shù)研究的范嗣很廣，幾乎涉及所有現(xiàn)代化工業(yè)領(lǐng)域?！　‰姶偶嫒莅ㄔO(shè)備內(nèi)電路模塊之間的相容性、設(shè)備之問的相容性以及系統(tǒng)之間的相容性。電路之間的干擾是設(shè)備性能下降的主要原因之一，數(shù)字設(shè)備由于脈沖電流和電壓具有很豐富的高頻諧波，因此會產(chǎn)生很強的輻射。實際上數(shù)字電路普及后，電磁干擾的問題才日益突出。設(shè)備之間的干擾主要通過兩個途徑：①空間電磁波干擾；②通過電源線產(chǎn)生干擾。所以在設(shè)備的電源輸入口處一般要安裝電源線濾波器?！　‰姶偶嫒輪栴}的三個要素是：電磁干擾源、耦合途徑和敏感設(shè)備。解決電磁兼容問題就從這三個方面入手，消除其中的一個?！　榱藢崿F(xiàn)產(chǎn)品的電磁兼容必須深入研究以下五個問題：①深入研究電磁干擾源，包括其頻域和時域特性，產(chǎn)生的機理以及抑制措施等；②深入研究電磁干擾傳播特性；③深入研究敏感設(shè)備抗干擾的能力；④深入研究電磁兼容性問題的測量方法；⑤深入研究系統(tǒng)內(nèi)及系統(tǒng)間的電磁兼容性?！　‰姶偶嫒莸墓こ谭椒ㄖ饕袃煞N：①測試修改法：在設(shè)計的過程中盡量采用電磁兼容設(shè)計規(guī)范，樣機完成后進行測試，若發(fā)現(xiàn)不能滿足電磁兼容性要求，再進行修改，直到滿足要求為止，該方法適合于比較簡單的設(shè)備，但開發(fā)成本較高；②系統(tǒng)設(shè)計法：在產(chǎn)品的設(shè)計過程中仔細預(yù)測各種可能發(fā)生的電磁兼容問題，從設(shè)計的一開始就采取各種措施避免電磁兼容問題，這種方法通常能在正式產(chǎn)品完成之前解決80％的電磁兼容問題?！　。?）電磁干擾（EMI）是指電子設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)出的雜散能量或外部進入該電子設(shè)備或系統(tǒng)的雜散能量，如在筆記本電腦和測試設(shè)備之間、打印機和臺式電腦之間以圾蜂窩電話和醫(yī)療儀器之間等都具有高頻電磁干擾。電磁干擾包括傳導(dǎo)型（低頻）EMI、輻射型（高頻）EMI、靜電放電（ESD）或雷電引起的EMI。

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