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开关电源测试规范分类:DSP与电源技术
第一部分：电源指标的概念、定义 
一． 描述输入电压影响输出电压的几个指标形式。
    1． 绝对稳压系数。
    A．绝对稳压系数：表示负载不变时，稳压电源输出直流变化量△U0与输入电网变化量△Ui之比。既：K=△U0/△Ui。
    B． 相对稳压系数：表示负载不变时，稳压器输出直流电压Uo的相对变化量△Uo与输出电网Ui的相对变化量△Ui之比。急：
    S=△Uo/Uo / △Ui/Ui2. 电网调整率。
    它表示输入电网电压由额定值变化+-10%时，稳压电源输出电压的相对变化量，有时也以绝对值表示。
3. 电压稳定度。
    负载电流保持为额定范围内的任何值，输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo（百分值），称为稳压器的电压稳定度。二． 负载对输出电压影响的几种指标形式。
　 1． 负载调整率（也称电流调整率）。
    在额定电网电压下，负载电流从零变化到最大时，输出电压的最大相对变化量，常用百分数表示，有时也用绝对变化量表示。
　 2． 输出电阻（也称等效内阻或内阻）。
    在额定电网电压下，由于负载电流变化△IL引起输出电压变化△Uo，则输出电阻为
Ro=|△Uo/△IL| 欧。
三． 纹波电压的几个指标形式。
    1． 最大纹波电压。
    在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波（包括噪声）的绝对值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。
    2． 纹波系数Y（%）。
    在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比，既
y=Umrs/Uo x100%
    3． 纹波电压抑制比。
    在规定的纹波频率（例如50HZ）下，输出电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比，即：
纹波电压抑制比=Ui~/Uo~ 。
    这里声明一下：噪声不同于纹波。纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的0.5%以下；噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的1%左右。纹波噪声是二者的合成，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的2%以下。
四． 冲击电流。冲击电流是指输入电压按规定时间间隔接通或断开时，输入电流达到稳定状态前所通过的最大瞬间电流。一般是20A——30A。
五． 过流保护。是一种电源负载保护功能，以避免发生包括输出端子上的短路在内的过负载输出电流对电源和负载的损坏。过流的给定值一般是额定电流的110%——130%。
六． 过压保护。是一种对端子间过大电压进行负载保护的功能。一般规定为输出电压的130%——150%。
七． 输出欠压保护。当输出电压在标准值以下时，检测输出电压下降或为保护负载及防止误操作而停止电源并发出报警信号，多为输出电压的80%——30%左右。
八． 过热保护。在电源内部发生异常或因使用不当而使电源温升超标时停止电源的工作并发出报警信号。九． 温度漂移和温度系数。
    温度漂移：环境温度的变化影响元器件的参数的变化，从而引起稳压器输出电压变化。常用温度系数表示温度漂移的大小。
    绝对温度系数：温度变化1摄氏度引起输出电压值的变化△UoT，单位是V/℃或毫伏每摄氏度。
    相对温度系数：温度变化1摄氏度引起输出电压相对变化△UoT/Uo，单位是V/℃。
十． 漂移。
    稳压器在输入电压、负载电流和环境温度保持一定的情况下，元件参数的稳定性也会造成输出电压的变化，慢变化叫漂移，快变化叫噪声，介于两者之间叫起伏。
    表示漂移的方法有两种：
    1． 在指定的时间内输出电压值的变化△Uot。
    2． 在指定时间内输出电压的相对变化△Uot/Uo。
    考察漂移的时间可以定为1分钟、10分钟、1小时、8小时或更长。
    只在精度较高的稳压器中，才有温度系数和温漂两项指标。
十一． 响应时间。
    是指负载电流突然变化时，稳压器的输出电压从开始变化到达新的稳定值的一段调整时间。
    在直流稳压器中，则是用在矩形波负载电流时的输出电压波形来表示这个特性，称为过度特性。
十二． 失真。
    这是交流稳压器特有的。是指输出波形不是正 波形，产生波形畸变，称为畸变。
十三． 噪声。按30HZ——18kHZ的可听频率规定，这对开关电源的转换频率不成问题，但对带风扇的电源要根据需要加以规定。
十四． 输入噪声。为使开关电源工作保持正常状态，要根据额定输入条件，按由允许输入外并叠加于工业用频率的脉冲状电压（0——peak）制定输入噪声指标。一般外加脉冲宽度为100——800us，外加电压1000V。
十五． 浪涌。这是在输入电压，以1分钟以上的间隔按规定次数加一种浪涌电压，以避免发生绝缘破坏、闪络、电弧等异常现象。通信设备等规定的数值为数千伏，一般为1200V。
十六． 静电噪声。指在额定输入条件下，外加到电源框体的任意部分时，全输出电路能保持正常工作状态的一种重复脉冲状的静电。一般保证5——10KV以内。
十七． 稳定度。
    允许使用条件下，输出电压最大相对变化△Uo/Uo 。
十八． 电气安全要求（GB 4943-90）。
    1． 电源结构的安全要求。
    1） 空间要求。UL、CSA、VDE安全规范强调了在带电部分之间和带电部分与非带电金属部分之间的表面、空间的距离要求。UL、CSA要求：极间电压大于等于250VAC的高压导体之间，以及高压导体与非带电金属部分之间（这里不包括导线间），无论在表面间还是在空间，均应有0.1英寸的距离；VDE要求交流线之间有3mm的徐变或2mm的净空隙；IEC要求：交流线间有3mm的净空间隙及在交流线与接地导体间的4mm的净空间隙。另外，VDE、IEC要求在电源的输出和输入之间，至少有8mm的空间间距。
    2） 电介质实验测试方法（打高压：输入与输出、输入和地、输入AC两级之间）。
    3） 漏电流测量。漏电流是流经输入侧地线的电流，在开关电源中主要是通过静噪滤波器的旁路电容器泄露电流。UL、CSA均要求暴露的不带电的金属部分均应与大地相接，漏电流测量是通过将这些部分与大地之间接一个1.5K欧的电阻，其漏电流应该不大于5毫安。VDE允许：用1.5K欧的电阻与150nP电容并接。并施加1.06倍额定使用电压，对数据处理设备，漏电流应不大于3.5毫安。一般是1毫安左右。
    4） 绝缘电阻测试。VDE要求：输入和低电压输出电路之间应有7M欧的电阻，在可接触到的金属部分和输入之间，应有2M欧的电阻或加500V直流电压持续1分钟。
    5） 印制电路板要求。要求是UL认证的94V-2材料或比此更好的材料。
    2． 对电源变压器结构的安全要求。
    1） 变压器的绝缘。变压器的绕组使用的铜线应为漆包线，其他金属部分应涂有瓷、漆等绝缘物质。
    2） 变压器的介电强度。在实验中不应出现绝缘层破裂和飞弧现象。
    3） 变压器的绝缘电阻。变压器绕组间的绝缘电阻至少为10M欧，在绕组与磁心、骨架、屏蔽层间施加500伏直流电压，持续1分钟，不应出现击穿、飞弧现象。
    4） 变压器湿度电阻。变压器必须在放置于潮湿的环境之后，立即进行绝缘电阻和介电强度实验，并满足要求。潮湿环境一般是：相对湿度为92%（公差为2%），温度稳定在20到30摄氏度之间，误差允许1%，需在内放置至少48小时之后，立即进行上述实验。此时变压器的本身温度不应该较进入潮湿环境之前测试高出4摄氏度。
    5） VDE关于变压器温度特性的要求。
    6） UL、CSA关于变压器温度特性的要求。
    注： IEC——International Electrotechnical Commission 
    VDE——Verbandes Deutcher Electrotechnicer 
    UL——Underwriters’ Laboratories
    CSA——Canadian Standards Association
    FCC—— Federal Communications Commission 
十九． 无线电骚扰（按照GB 9254-1998测试）。
    1． 电源端子骚扰电压限值。
    2． 辐射骚扰限值。
二十． 环境实验。 
    环境试验是将产品或材料暴露到自然或人工环境中，从而对它们在实际上可能遇到的贮存、运输和使用条件下的性能作出评价。
    ⑴ 低温
    ⑵ 高温
    ⑶ 恒定湿热
    ⑷ 交变湿热
    ⑸ 冲撞（冲击和碰撞）
    ⑹ 振动
    ⑺ 恒加速
    ⑻ 贮存
    ⑼ 长霉 
    ⑽ 腐蚀大气（例如盐雾）
    ⑾ 砂尘
    ⑿ 空气压力（高压或低压）
    ⒀ 温度变化
    ⒁ 可燃性
    ⒂ 密封
    ⒃ 水
    ⒄ 辐射（太阳或核）
    ⒅ 锡焊
    ⒆ 接端强度
    ⒇ 噪声：微打65DB二十一． 电磁兼容性试验。
    电磁兼容性试验（electromagnetic compatiblity EMC）
    电磁兼容性是指设备或系统在共同的电磁环境中能正常工作且不对该环境中 任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。
    电磁干扰波一般有两种传播途径,要按各个途径进行评价.一种是以波长长的频带向电源线传播,给发射区以干扰的途径,一般在30MHZ以下.这种波长长的频率在附属于电子设备的电源线的长度范围内还不满1个波长，其辐射到空间的量也很少，由此可掌握发生于电源线上的电压，进而可充分评估干扰的大小，这种噪声叫做传导噪声。
    当频率达到30MHZ以上，波长也会随之变短。这时如果只对发生于电源线的噪声源电压进行评价，就与实际干扰不符。因此，采用了通过直接测定传播到空间的干扰波评价噪声大小的方法，该噪声就叫做辐射噪声。测定辐射噪声的方法有上述按电场强度对传播空间的干扰波进行直接测定的方法和测定泄露到电源线上的功率的方法。
    电磁兼容性试验包括以下试验：
    ① 磁场敏感度：（抗扰性）设备、分系统或系统暴露在电磁辐射下的不希望有的响应程度。敏感度电平越小，敏感性越高，抗扰性越差。固定频率、峰峰值的磁场
    ② 静电放电敏感度：具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移。300PF电容充电到-15000V，通过500欧电阻放电。可超差，但放完后要正常。数据传递、储存，不能丢
    ③ 电源瞬态敏感度：包括尖峰信号敏感度（0.5us 10us 2倍）、电压瞬态敏感度（10%-30%，30S恢复）、频率瞬态敏感度（5%-10%，30S恢复）。
    ④ 辐射敏感度：对造成设备降级的辐射干扰场的度量。（14K-1GHZ，电场强度为1V/M）
    ⑤ 传导敏感度：当引起设备不希望有的响应或造成其性能降级时，对在电源、控制或信号线上的干扰信号或电压的度量。（30HZ-50KHZ 3V ，50K-400M 1V）
    ⑥ 非工作状态磁场干扰：包装箱4.6m 磁通密度小于0.525uT,0.9m 0.525Ut。
    ⑦ 工作状态磁场干扰：上、下、左、右交流磁通密度小于0.5mT。
    ⑧ 传导干扰：沿着导体传播的干扰。10KHz-30MHz 60(48)dBuV。
    ⑨ 辐射干扰：通过空间以电磁波形式传播的电磁干扰。10KHz-1000MHz 30 屏蔽室60(54)uV/m。
第二部分 测试方法
一． 耐电压
（HI.POT,ELECTRIC STRENGTH ,DIELECTRIC VOLTAGE WITHSTAND）KV
    1.1 定义:于指定的端子间,例如:I/P-O/P,I/P-FG,O/P-FG间,可耐交流之有效值,漏电流一般可容许10毫安,时间1分钟。
    1.2 测试条件：Ta：25摄氏度；RH：室内湿度。
    1.3 测试回路：    1.4 说明：
    1．4．1 耐压测试主要为防止电气破坏，经由输入串入之高压，影响使用者安全。
    1．4．2 测试时电压必须由0V开始调升，并于1分钟内调至最高点。
    1．4．2 放电时必须注意测试器之Timer设定，于OFF前将电压调回 0V。
    1．4．3 安规认证测试时，变压器需另行加测，室内 ，温度25摄氏度，RH：95摄氏度，48HR，后测试变压器初/次级与初级/CORE。
    1．4．5生产线测试时间为1秒钟。二．纹波噪声（涟波杂讯电压）
（Ripple & Noise）%，mv
    2．1定义：
    直流输出电压上重叠之交流电压成份最大值(P-P)或有效值。
    2．2测试条件: 
    I/P: Nominal
    O/P : Full Load
    Ta : 25℃
    2．3测试回路:    2．4测试波形:
    2．5说明: 
    2．5．1示波器之GND线愈短愈好,测试线得远离PUS。
    2．5．2使用1：1之Probe。
    2．5．3 Scope之BW一般设定于20MHz，但是对于目前的网络产品测试纹波噪声最好将BW设为最大。
    2．5．4 Noise与使用仪器，环境差异极大，因此测试必须表明测试地点。
    2．5．5测试纹波噪声以不超过原规格值 +1%Vo。
三．漏电流（洩漏电流）
（Leakage Current）mA
    3．1定义：
    输入一机壳间流通之电流（机壳必须为接大地时）。
    3．2测试条件：
    I/P：Vin max.×1.06(TUV)/60Hz
    Vin max.(UL1012)/60Hz
    O/P: No Load/Full Load
    Ta: 25 ℃
    3.3测试回路：    3．4说明：
    3．4．1 L，N均需测。
    3．4．2UL1012 R值为1K5。
    TUV R值为2K/0。15uF。
    3．4．3漏电流规格TUV：3。5mA,UL1012:5mA。
四．温度测试 
（Temperature Test）
    4.1定义：
    温度测试指PSU于正常工作下，其零件或Case温度不得超出其材质规格或规格定值。
    4．2测试条件：
    I/P: Nominal
    O/P: Full Load
    Ta : 25℃
    4．3测试方法：
    4．3．1将Thermo Coupler(TYPE K)稳固的固定于量测的物体上
（速干、Tape或焊接方式）。
    4．3．2 Thermo Coupler于末端绞三圈后焊成一球状测试。
    4．3．3我们一般用点温计测量。
    4．4测试零件：
    热源及易受热源影响部分
    例如：输入端子、Fuse、输入电容、输入电感、滤波电容、桥整、热敏、突波吸收器、输出电容、输出电容、输出电感、变压器、铁芯、绕线、散热片、大功率半导体、Case、热源零件下之P.C.B.……。
    4．5零件温度限制：
    4．5．1零件上有标示温度者，以标示之温度为基准。
    4．5．2其他未标示温度之零件，温度不超过P.C.B.之耐温。
    4．5．3电感显示个别申请安规者，温升限制65℃Max(UL1012),75℃ 
    Max(TUV)。
五．输入电压调节率
（Line Regulation）, %
    5．1定义：
    输入电压在额定范围内变化时，输出电压之变化率。
    Vmax-Vnor
    Line Regulation(+)=------------------
    Vnor
    Vnor-Vmin
    Line Regulation(-)=------------------
    Vnor
    Vmax-Vmin
    Line Regulation=----------------
    Vnor
    Vnor:输入电压为常态值，输出为满载时之输出电压。
    Vmax:输入电压变化时之最高输出电压。
    Vmin:输入电压变化时之最低输出电压。
    5．2测试条件：
    I/P：Min./Nominal/Max
    O/P:Full Load
    Ta:25℃
   5.3测试回路：
    5．4说明：
    Line Regulation 亦可直接Vmax-Vnor与Vmin-Vnor之±最大值以mV表示，再配合Tolerance%表示。六．负载调节率 
（Load Regulation）%
    5．1定义：
    输出电流于额定范围内变化（静态）时，输出电压之变化率。
    |Vminl-Vcent|
    Line Regulation(+)=------------------×100%
    Vcent
    |Vcent-VfL|
    Line Regulation(-)=------------------×100%
    Vcent
    |VminL-VfL|
    Line Regulation(%)=----------------×100%
    Vcent
    VmilL:最小负载时之输出电压
    VfL:满载时之输出电压
    Vcent:半载时之输出电压
    6．2测试条件：
    I/P：Nominal
    O/P:Min./Half/Full Load
    Ta:25℃
    6.3测试回路：
    6．4Load Regulation亦可直接Vmin.L-Vcent与Vcent-Vmax.之±最大值以mV表示，再配合Tolerance%表示。

第三部分 测试报告要求的项目：
    对于电源部品认定测试， 测试报告要求提供测试数据及结论。来料检可根据要求减少测试项目，对于测试不合格品的应该表明不合格的测试项。
一． 输入特性。
    1． 工作输入电压和电压变动范围。
    2． 输入电压的频率和频率变动范围。
    3． 额定输入电流。是指在输入电压和输出电流在额定条件时的电流。
    4． 输入下陷和瞬间停电。这是一种输入电压瞬间时下降或瞬断的状态，要用额定输出电压和电流加以限定。测试的指标为电压和时间。
    5． 冲击电流。
    6． 漏电流。
    7． 效率。因为该指标与发热有关，因此散热时要考虑效率。
    8． 测试中要标明输入采用单相2线式还是3相三线式。
二． 输出特性。    1． 额定输出电压。
    2． 额定输出电流。
    3． 稳压精度。
    1） 电压稳定度。
    2） 电流调整率。
    3） 纹波噪声。包括最大纹波电压；最大纹波噪声电压。
    4． 瞬间电流变动导致的输出电压的变动值。
三． 附属功能要求。
    1． 过流保护。
    2． 过压保护。
    3． 输入欠压保护。
    4． 过热保护。
    5． 绝缘电阻。输入端与壳体；输入端子和输出端子；输出端子和壳体。
    6． 绝缘电压。打高压：输入与输出、输入和地、输入AC两级之间，根据国家标准制定高压值。
四． 结构规格。
    1． 形状条件：如外包装机壳的有无等。
    2． 确定外型尺寸和尺寸公差。
    3． 安装条件：安装位置、安装孔、等。
    4． 冷却条件：强制或自冷以及通风方向，风量和孔径尺寸。
    5． 接口位置和标志。
    6． 操作零部件（输出电压可调电阻、开关、指示灯）的位置和提示文字的位置。
    7． 重量。

五． 使用环境条件。    1． 温度。
    2． 湿度。
    3． 耐振动、冲击。

六． 其它条件。

    1． 输入噪声。
    2． 浪涌。
    3． 静电噪声（有外壳的有要求）。

开关电源的PCB设计规范
分类:DSP与电源技术
在任何开关电源设计中，PCB板的物理设计都是最后一个环节，如果设计方法不当，PCB可能会辐射过多的电磁干扰，造成电源工作不稳定，以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析:
一、 从原理图到PCB的设计流程 建立元件参数－>输入原理网表->设计参数设置->手工布局->手工布线->验证设计－>复查->CAM输出。
二、 参数设置相邻导线间距必须能满足电气安全要求，而且为了便于操作和生产，间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压，在布线密度较低时，信号线的间距可适当地加大，对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距，一般情况下将走线间距设为8mil。焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。当与焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这样的好处是焊盘不容易起皮，而是走线与焊盘不易断开。
三、 元器件布局实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如，如果印制板两条细平行线靠得很近，则会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声；由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。每一个开关电源都有四个电流回路：
(1). 电源开关交流回路
(2). 输出整流交流回路
(3). 输入信号源电流回路
(4). 输出负载电流回路输入回路通过一个近似直流的电流对输入电容充电，滤波电容主要起到一个宽带储能作用；类似地，输出滤波电容也用来储存来自输出整流器的高频能量，同时消除输出负载回路的直流能量。所以，输入和输出滤波电容的接线端十分重要，输入及输出电流回路应分别只从滤波电容的接线端连接到电源；如果在输入/输出回路和电源开关/整流回路之间的连接无法与电容的接线端直接相连，交流能量将由输入或输出滤波电容并辐射到环境中去。电源开关交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形电流，这些电流中谐波成分很高，其频率远大于开关基频，峰值幅度可高达持续输入/输出直流电流幅度的5倍，过渡时间通常约为50ns。这两个回路最容易产生电磁干扰，因此必须在电源中其它印制线布线之前先布好这些交流回路，每个回路的三种主要的元件滤波电容、电源开关或整流器、电感或变压器应彼此相邻地进行放置，调整元件位置使它们之间的电流路径尽可能短。建立开关电源布局的最好方法与其电气设计相似，最佳设计流程如下：
? 放置变压器
? 设计电源开关电流回路
? 设计输出整流器电流回路
? 连接到交流电源电路的控制电路
? 设计输入电流源回路和输入滤波器 设计输出负载回路和输出滤波器根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则：
(1) 首先要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小则散热不好，且邻近线条易受干扰。电路板的最佳形状矩形，长宽比为3：2或4：3，位于电路板边缘的元器件，离电路板边缘一般不小于2mm。
(2) 放置器件时要考虑以后的焊接，不要太密集.
(3) 以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、 整齐、紧凑地排列在PCB上，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接, 去耦电容尽量靠近器件的VCC
(4) 在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观，而且装焊容易，易于批量生产。
(5) (5) 按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。
(6) (6) 布局的首要原则是保证布线的布通率，移动器件时注意飞线的连接，把有连线关系的器件放在一起。
(7) 尽可能地减小环路面积,以抑制开关电源的辐射干扰
四、 布线开关电源中包含有高频信号，PCB上任何印制线都可以起到天线的作用，印制线的长度和宽度会影响其阻抗和感抗，从而影响频率响应。即使是通过直流信号的印制线也会从邻近的印制线耦合到射频信号并造成电路问题(甚至再次辐射出干扰信号)。因此应将所有通过交流电流的印制线设计得尽可能短而宽，这意味着必须将所有连接到印制线和连接到其他电源线的元器件放置得很近。印制线的长度与其表现出的电感量和阻抗成正比，而宽度则与印制线的电感量和阻抗成反比。长度反映出印制线响应的波长，长度越长，印制线能发送和接收电磁波的频率越低，它就能辐射出更多的射频能量。根据印制线路板电流的大小，尽量加租电源线宽度，减少环路电阻。 同时、使电源线、地线的走向和电流的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。接地是开关电源四个电流回路的底层支路，作为电路的公共参考点起着很重要的作用，它是控制干扰的重要方法。因此，在布局中应仔细考虑接地线的放置，将各种接地混合会造成电源工作不稳定。在地线设计中应注意以下几点
1. 正确选择单点接地通常，滤波电容公共端应是其它的接地点耦合到大电流的交流地的唯一连接点，同一级电路的接地点应尽量靠近，并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上，主要是考虑电路各部分回流到地的电流是变化的，因实际流过的线路的阻抗会导致电路各部分地电位的变化而引入干扰。在本开关电源中，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而采用一点接地，即将电源开关电流回路 （中的几个器件的地线都连到接地脚上，输出整流器电流回路的几个器件的地线也同样接到相应的滤波电容的接地脚上，这样电源工作较稳定，不易自激。做不到单点时，在共地处接两二极管或一小电阻，其实接在比较集中的一块铜箔处就可以。
2. 尽量加粗接地线 若接地线很细，接地电位则随电流的变化而变化，致使电子设备的定时信号电平不稳，抗噪声性能变坏，因此要确保每一个大电流的接地端采用尽量短而宽的印制线，尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，如有可能，接地线的宽度应大于3mm，也可用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。进行全局布线的时候，还须遵循以下原则
1).布线方向：从焊接面看，元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致，布线方向最好与电路图走线方向相一致，因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测，故这样做便于生产中的检查，调试及检修（注：指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的前提下）。
(2).设计布线图时走线尽量少拐弯，印刷弧上的线宽不要突变，导线拐角应≥90度,力求线条简单明了。
(3).印刷电路中不允许有交叉电路，对于可能交叉的线条，可以用“钻”、“绕”两种办法解决。即让某引线从别的电阻、电容、三极管脚下的空隙处“钻”过去，或从可能交叉的某条引线的一端“绕”过去，在特殊情况下如何电路很复杂，为简化设计也允许用导线跨接，解决交叉电路问题。因采用单面板，直插元件位于top面，表贴器件位于bottom面，所以在布局的时候直插器件可与表贴器件交叠，但要避免焊盘重叠。
3．输入地与输出地本开关电源中为低压的DC－DC，欲将输出电压反馈回变压器的初级，两边的电路应有共同的参考地，所以在对两边的地线分别铺铜之后，还要连接在一起，形成共同的地
五、检查 布线设计完成后，需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则，同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求，一般检查线与线、线与元件焊盘、线与贯通孔、元件焊盘与贯通孔、贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理，是否满足生产要求。 电源线和地线的宽度是否合适，在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。注意： 有些错误可以忽略，例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外，检查间距时会出错；另外每次修改过走线和过孔之后，都要重新覆铜一次。
五、 复查根据“PCB检查表”，内容包括设计规则，层定义、线宽、间距、焊盘、过孔设置，还要重点复查器件布局的合理性，电源、地线网络的走线，高速时钟网络的走线与屏蔽，去耦电容的摆放和连接等。
六、 设计输出 输出光绘文件的注意事项：
a. 需要输出的层有布线层（底层） 、丝印层（包括顶层丝印、底层丝印）、阻焊层（底层阻焊）、钻孔层（底层），另外还要生成钻孔文件（NC Drill）
b. 设置丝印层的Layer时，不要选择Part Type，选择顶层（底层）和丝印层的Outline、Text、Linec. 在设置每层的Layer时，将Board Outline选上，设置丝印层的Layer时，不要选择Part Type，选择顶层（底层）和丝印层的Outline、Text、Line。d. 生成钻孔文件时，使用PowerPCB的缺省设置，不要作任何改
开关电源设计知识介绍
分类:DSP与电源技术
1 电子产品，特别是军用稳压电源的设计是一个系统工程，不但要考虑电源本身参数设
计，还要考虑电气设计、电磁兼容设计、热设计、安全性设计、三防设计等方面。因为任何
方面那怕是最微小的疏忽，都可能导致整个电源的崩溃，所以我们应充分认识到电源产品可
靠性设计的重要性。
　　2 开关电源电气可靠性设计
　　2.1 供电方式的选择
集中式供电系统各输出之间的偏差以及由于传输距离的不同而造成的压差降低了供电质量，
而且应用单台电源供电，当电源发生故障时可能导致系统瘫痪。分布式供电系统因供电单元
靠近负载，改善了动态响应特性，供电质量好，传输损耗小，效率高，节约能源，可靠性
高，容易组成N＋1冗余供电系统，扩展功率也相对比较容易。所以采用分布式供电系统可以
满足高可靠性设备的要求。
　　2.2 电路拓扑的选择
开关电源一般采用单端正激式、单端反激式、双管正激式、双单端正激式、双正激式、推挽
式、半桥、全桥等八种拓扑。单端正激式、单端反激式、双单端正激式、推挽式的开关管的
承压在两倍输入电压以上，如果按60％降额使用，则使开关管不易选型。在推挽和全桥拓扑
中可能出现单向偏磁饱和，使开关管损坏，而半桥电路因为具有自动抗不平衡能力，所以就
不会出现这个问题。双管正激式和半桥电路开关管的承压仅为电源的最大输入电压，即使按
60％降额使用，选用开关管也比较容易。在高可靠性工程上一般选用这两类电路拓扑。
　　2.3 控制策略的选择
在中小功率的电源中，电流型PWM控制是大量采用的方法，它较电压控制型有如下优点：逐
周期电流限制，比电压型控制更快，不会因过流而使开关管损坏，大大减小过载与短路的保
护；优良的电网电压调整率；迅捷的瞬态响应；环路稳定，易补偿；纹波比电压控制型小得
多。生产实践表明电流控制型的50W开关电源的输出纹波在25mV左右，远优于电压控制
型。
硬开关技术因开关损耗的限制，开关频率一般在350kHz以下，软开关技术是应用谐振原理，
使开关器件在零电压或零电流状态下通断，实现开关损耗为零，从而可将开关频率提高到兆
赫级水平，这种应用软开关技术的变换器综合了PWM变换器和谐振变换器两者的优点，接近
理想的特性，如低开关损耗、恒频控制、合适的储能元件尺寸、较宽的控制范围及负载范
围，但是此项技术主要应用于大功率电源，中小功率电源中仍以PWM技术为主。
　　2.4 元器件的选用
　　因为元器件直接决定了电源的可靠性，所以元器件的选用非常重要。元器件的失效主要
集中在以下四个方面：
　　（1)制造质量问题
　　质量问题造成的失效与工作应力无关。质量不合格的可以通过严格的检验加以剔除，在
工程应用时应选用定点生产厂家的成熟产品，不允许使用没有经过认证的产品。
　　（2)元器件可靠性问题
　　元器件可靠性问题即基本失效率的问题，这是一种随机性质的失效，与质量问题的区别
是元器件的失效率取决于工作应力水平。在一定的应力水平下，元器件的失效率会大大下
降。为剔除不符合使用要求的元器件，包括电参数不合格、密封性能不合格、外观不合格、
稳定性差、早期失效等，应进行筛选试验，这是一种非破坏性试验。通过筛选可使元器件失
效率降低1～2个数量级，当然筛选试验代价(时间与费用)很大，但综合维修、后勤保障、整
架联试等还是合算的，研制周期也不会延长。电源设备主要元器件的筛选试验一般要求：

　　①电阻在室温下按技术条件进行100％测试，剔除不合格品。
　　②普通电容器在室温下按技术条件进行100％测试，剔除不合格品。
　　③接插件按技术条件抽样检测各种参数。
　　④半导体器件按以下程序进行筛选：
　　目检→初测→高温贮存→高低温冲击→电功率老化→高温测试→低温测试→常温测试
　　筛选结束后应计算剔除率Q
　　Q=(n / N)×100%
　　式中：N——受试样品总数；
　　n——被剔除的样品数；
　　如果Q超过标准规定的上限值，则本批元器件全部不准上机，并按有关规定处理。

　　在符合标准规定时，则将筛选合格的元器件打漆点标注，然后入专用库房供装机使
用。
　　（3)设计问题
　　首先是恰当地选用合适的元器件：

　　①尽量选用硅半导体器件，少用或不用锗半导体器件。
　　②多采用集成电路，减少分立器件的数目。
　　③开关管选用MOSFET能简化驱动电路，减少损耗。
　　④输出整流管尽量采用具有软恢复特性的二极管。
　　⑤应选择金属封装、陶瓷封装、玻璃封装的器件。禁止选用塑料封装的器件。
　　⑥集成电路必须是一类品或者是符合MIL－M－38510、MIL－S－19500标准B－1以上质量
等级的军品。
　　⑦设计时尽量少用继电器，确有必要时应选用接触良好的密封继电器。
　　⑧原则上不选用电位器，必须保留的应进行固封处理。
　　⑨吸收电容器与开关管和输出整流管的距离应当很近，因流过高频电流，故易升温，所
以要求这些电容器具有高频低损耗和耐高温的特性。
在潮湿和盐雾环境下，铝电解电容会发生外壳腐蚀、容量漂移、漏电流增大等情况，所以在
舰船和潮湿环境，最好不要用铝电解电容。由于受空间粒子轰击时，电解质会分解，所以铝
电解电容也不适用于航天电子设备的电源中。
钽电解电容温度和频率特性较好，耐高低温，储存时间长，性能稳定可靠，但钽电解电容较
重、容积比低、不耐反压、高压品种(>125V)较少、价格昂贵。

　　关于降额设计：
电子元器件的基本失效率取决于工作应力(包括电、温度、振动、冲击、频率、速度、碰撞
等)。除个别低应力失效的元器件外，其它均表现为工作应力越高，失效率越高的特性。为
了使元器件的失效率降低，所以在电路设计时要进行降额设计。降额程度，除可靠性外还需
考虑体积、重量、成本等因素。不同的元器件降额标准亦不同，实践表明，大部分电子元器
件的基本失效率取决于电应力和温度，因而降额也主要是控制这两种应力，以下为开关

　　电源常用元器件的降额系数：

①电阻的功率降额系数在0.1～0.5之间。
②二极管