【導讀】我們電子產品往往60%以上-可靠性方面的問題都出現在電子線路板的PCB設計上；工作及性能良好的PCB需要相關的理論及實踐經驗。
01、前言
我們電子產品往往60%以上-可靠性方面的問題都出現在電子線路板的PCB設計上；工作及性能良好的PCB需要相關的理論及實踐經驗；我在產品的設計實踐中經常碰到各種各樣的問題；比如電子線路板不能通過系統EMS的測試標準，測試關鍵器件IC的功能引腳時出現高頻噪聲的問題，電路功能IC引腳檢測到干擾噪聲進行異常保護等等。通過不斷的理論與實踐結合；用實戰檢驗我們的理論和實踐的差異點！優良的設計跟長期的經驗總結是密不可分的?。?/div>
我分享一下開關電源與IC控制器PCB設計思路給電子設計愛好者參考。
02、開關電源通過以下的原理示意圖分享設計總體原則
圖示為我們常用的兩種開關電源的拓撲結構。
A.開關電源拓撲主電流回流路徑面積最小化；驅動脈沖電流回路最小化。
B.對于隔離開關電源拓撲結構，電流回路被變壓器隔離成兩個或多個回路（原邊和副邊），電流回路要分開最小回流面積布局布線設計。
C.如果電流回路有多個接地點，那么接地點要與中心接地點重合。
D.實際設計時，我們會受到條件的限制；如果2個回路的電容可能不好近距離的共地！
設計的關鍵點：
我們就要采用電氣并聯的方式就近增加一個高頻電容達成共地（如圖紅色虛線）！
03、開關電源-IC控制器與主回路系統的PCB設計思路
如下圖為-開關電源的輔助電源給IC控制器供電，IC控制器控制LED的負載并進行調光及其它功能的控制應用。 其控制器的供電及驅動回路的設計會影響系統的功能及可靠性。
通過圖示IC控制器-PCB布局布線的設計思路如下：
A1.IC周邊器件的地走線優先布局布線后連接到IC-gnd；
A2.IC-gnd再連接到濾波電容C1（高頻電容-低容值）的接地端，此地可能與電源的拓撲結構的GND拉開距離；即與圖示中并聯的電解電容En
A3.IC-控制中心的gnd要單點接地！IC-gnd單獨連接到C1電容的地端
關鍵環路
B.主電源回路路徑的最小化設計原則
C.拓撲電流回路路徑最小化設計原則
D.脈沖驅動回路路徑最小化設計原則
注意條件受限時：電源的主回路與拓撲回路的電容可能不共地，我們可以采用電氣并聯的方式就近增加一個高頻電容達成共地！
04、我以具體BOOST的LED驅動架構的PCB布局布線進行實戰分析
設計基本思路如上所述；用下圖進行細節分析:
B1.IC周邊器件的地走線優先布局布線后連接到IC-gnd；
B2.IC-gnd再連接到濾波電容C1（高頻電容-低容值）的接地端，此地可能與電源的拓撲結構的GND拉開距離；即與圖示中并聯的電解電容En
B3.IC-控制中心的gnd要單點接地！IC-gnd單獨連接到C1電容的地端再連接出去。設計機理分析：
圖中的供電電源的Iv可能會較大（跟負載有關）
注意1：在圖中Iv的電流方向跟驅動電路Ig的電流方向正好相反（它是C1/En的輸入電流）；在圖示中如果其接地點不先連接到gnd,而是先連到GND，將會在GND-gnd連接線上形成Iv電流回路，使Ig上疊加Iv會導致驅動被干擾的情況。
注意2：在圖中的IC控制器驅動MOS器件后均會有采用反饋電路-同時有設計RC電路參數到IC引腳；參考電路如下：FB1/FB2與CS1/CS2為采樣反饋電路到IC；通常由于PCB布局的原因走線較長時其引腳的高頻濾波電容就變得非常重要；實戰原理圖&PCB如下：
IC控制器相關的PCB設計參考如下圖：我們采用高亮地走線的方法進行分析：
按照IC控制器-PCB布局布線的設計思路進行檢查；
C1.IC周邊器件的地走線優先布局布線后連接到IC-GND/基本OK;
C2.IC-GND再連接到濾波電容C1（高頻電容-低容值）的接地端，此地可能與電源的拓撲結構的GND拉開距離；即與圖示中并聯的電解電容En/ OK;
C3.IC-控制中心的gnd要單點接地/ OK
C4.用示波器用20MHZ帶寬再來測量 關鍵信號IC-驅動DRV 及IC-采樣FB1/FB2/CS1/CS2的噪聲電壓情況；在上圖中測試時發現FB2引腳 存在小的噪聲電壓 而FB1基本沒有噪聲電壓。
C5.檢查PCB中FB1 與FB2為同功能引腳在IC的同一側其GND沒有直接向連接，FB2通過長的跳線J27回到IC-GND同時IC-GND引腳緊鄰的是IC-DRV引腳。
進行如下PCB優化：
將上圖中的FB2-GND走線與FB1-GND走線直接連接；同時斷開J27連接線；
再進行噪聲電壓測試；系統關鍵引腳均測試不到噪聲電壓波形數據，系統有最佳的PCB性能及更高的可靠性設計！
實戰經驗總結：
A. 可能存在多種原因，IC供電電源有多種應用功能連接。
注意：到驅動IC電路的濾波電容C1-正端的輸入輸出及連接地都需要分開走線；其它電路單元的電流一般比較弱，如果連接到其它地方 則會使GND-連線上較強的驅動Ig脈沖電流疊加到自己的地線上；控制電路也會被驅動干擾到！因此IC其它各個電路的地線無論怎么繞均應分別走線到gnd單點接地！否則除了上述原因強電流回路串進自己的地線形成干擾外，還可能通過共用的地線相互干擾！
B. IC控制的GND要避免形成環路；IC同側引腳的相同功能引腳的GND走線要
連接在一起連接到IC-GND；盡量避免布置長跳線的GND走線;IC-控制中心的gnd要單點接地。
C.電子線路板EMS的問題與PCB的地走線，地回路，接地的位置及接地點方式有關！
（來源：韜略科技EMC，作者：杜佐兵）
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