【 DigiKey DIY原创大赛】基于反激式开关电源的手机充电器设计（二）PCB Layout篇

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分享一下画PCB遇到的问题和对应的解决方案。

问题描述：

问题1：Net_C8-1走线隔着几条线，走线不通顺

问题2：走线发现变压器的4脚GND和5脚GND连接在一起，Y电容的两个GND也连接在一起，会导致走线错误

问题分析：

1、由于布局不合理导致；

2、由于原理图没有区分功率地GND和信号地SGND

对策：

问题1对策：在原理图中加一个1206的跳线电阻，更新到PCB中，并且给跳线电阻两个引脚分配网络Net_C8-1,放置在R10左边，这样就可以从R9到跳线电阻，再到芯片电容C8。

问题2对策：原理图中更改GND为信号地SGND，更新到PCB中，可以避免同一个名字导致只要是GND就会连在一起，有效隔开功率地和信号地。

网友反馈我的原理图画错了，针对这个问题，我写了下问题点和解决方案。

问题点描述：

问题1：原理图RCD吸收回路画错，导致PCB画错，由于把电容两端并联到变压器，容易造成LC谐振，严重影响起机。

问题2：RCD的PCB画错。

没有按照原理图的元器件的先后顺序绘制，导致走线先走R2、C2，然后再走C10，与实际原理图RCD吸收回路不同，实际走线是先经过π型滤波的C10再经过R2、C2，这样原理图和实物不对应。

对策：

原理图部分把并联到变压器初级的电容C2另一端连接电阻R2，避免谐振问题，在不改板子的情况下，焊接的时候在电阻上并联电容，可以实现这个RCD效果。

关于PCB的布局这块，功率器件（像变压器、开关管、整流管）需要紧凑布局，缩短大电流的路径，降低寄生电感的影响；另外散热部分也是重点，开关管可以增加散热焊盘或者是辅助的散热片；输入端和输出端要注意分开，防止二者干扰。有高频线（反馈线）需要用地线进行环绕屏蔽，减小电磁干扰，铺地完整而且需要多打过孔，增强散热与电气性能。

分享一下近期项目Layout的问题点。

一、问题点背景

我实测发现L和N之间的电气距离不够，只有2.4mm，实际上根据项目输入电压来说，输入电压220V，属于150-300V类，L与N爬电距离要求3mm，实测不足2.5mm，所以我需要通过开槽来增加爬电距离。

二、问题点解析

1、PCB为什么要进行开槽处理？

答：在PCB上的强弱电流之间，单独使用PCB材料能承受一定的耐压。 PCB耐压虽然不低，但长期使用后会沾上灰尘和潮气，因此其耐压会显着降低，这意味着爬电距离减少了。PCB开槽后，短距离采用直接空气隔离，电气间隙，在一定程度上保证其耐压。

注：爬电是绝缘子表面被污染和受潮后，绝缘电阻降低，在高压下产生电流（甚至电弧）的现象。

2、PCB板爬电距离不够拉弧会产生什么问题？

（1）绝缘破坏和短路

    当PCB板上的爬电距离不够而产生拉弧时，电弧会使原本不应导通的两个导体之间形成暂时的导电通道。如果这种情况持续发生，可能会导致绝缘材料被逐渐破坏，最终造成永久性短路。这会使电路中的电流异常增大，损坏相关的电子元件，如芯片、电阻、电容等。

  （2）电磁干扰（EMI）增加

     拉弧过程中会产生电磁辐射，这种电磁辐射会干扰周围电路的正常工作。在高频电路或对电磁兼容性（EMC）要求高的电路中，这种电磁干扰可能会导致信号失真、误触发等问题。例如，在一个通信电路板上，拉弧产生的电磁干扰可能会使信号的传输出现错误，影响通信质量。

  （3）局部过热

     拉弧会在局部产生高温，高温可能会损坏PCB板上的铜箔线路和焊点，甚至可能引起PCB板的基材燃烧，造成火灾隐患。特别是在大电流电路或长时间工作的电路中，这种局部过热问题会更加严重。

  （4）可靠性降低

     出现拉弧现象意味着PCB板的电气性能不稳定，这会严重影响产品的可靠性。在一些对可靠性要求极高的应用场景，如航空航天、医疗设备等，这种由于爬电距离不足导致的拉弧问题是绝对不允许出现的，因为它可能会导致设备故障，甚至危及生命安全。

为了避免这些问题，在PCB设计时，必须根据电路的工作电压、环境条件等因素，合理设计爬电距离和电气间隙。

三、解决方案

如果想通过开槽扩大爬电距离，开槽要求至少1mm宽，所以我给L和N之间开1mm槽，可以画成圆弧状的。

开槽前，要画好槽的图形，选定好开槽边缘

在工具-转换-以选中的元素创建板切割槽

开槽后就会有明显的沟槽了

3D图形看的要明显一点

一、问题点分析

经过R9、R10分压后得到检测电压给到C8滤波后输出给B/O引脚，但是PCB却画成R9、R10分压后直接给到芯片的B/O脚，并没有电容C8滤波，滤波电容起不到滤波效果。其实是不看原理图，见到相同引脚就连导致的问题。这可能是很多小白都会犯得一个错误，这样会导致器件加上去了，打样回来波形不对，甚至系统电路不能工作。

二、解决对策

PCB Layout遵循要学会原理图和PCB保持一致，所以只能按照原理图更改PCB位置。

在AD中工具栏有一个Window，可以实现垂直平铺。

这样，原理图和PCB就能在同一个窗口出现，Ctrl+Shift+X，可以实现原理图和PCB交叉选择模式（交互视图，原理图和PCB元件位置映射），器件和线一一对应，这样对着原理图画PCB很方便。

有测过EMI吗？有些线右下角你走了直角，应该好像不能直角吧。

功率地是代表GND？

为啥不能直角？有什么说法？

这个如果测EMI要选哪个标准？

我还没测呢，EMI场地没得，等有空可以出去测测看。

确实，不该走直角，可能信号会反射，谢谢提醒，我来优化一下！

可以这么认为，我主要是和副边反馈电路的信号地区分开来，因为画PCB的时候两个交叉到一块了，导致我画错了，找了好半天啊😭

主要是信号经过直角锐角会反射。

建议在板子用丝印，画出高压区和低压区。

我现在做的属于信息技术设备的发射要求，所以EMI一般选择EN55022。

EN55022 标准将设备分为 A 类和 B 类，B 类设备主要是指在住宅、商业和轻工业环境中使用的设备，充电器通常属于这一类，所以标准是EN55022B。

还有这个频段我也查了一下，分享一下，传导干扰测量的频率范围为 0.15MHz 到 30MHz，辐射干扰测量的频率范围为 30MHz 到 1GHz 。

感谢大佬，对我非常有用，这块还是很值得研究的。

说的有道理，下次版本可以优化一下哈，谢谢你的建议！

功率部分 开窗散热会好些