开关电源PCB排版是开发电源产品中的一个重要过程。许多情况下，一个在纸上设计得非常完美的电源可能在初次调试时无法正常工作，原因是该电源的PCB排版存在着许多问题．详细讨论了开关电源PCB排版的基本要点，并描述了一些实用的PCB排版例子。
关键词：PCB排版；开关电源
0、引言
为了适应电子产品飞快的更新换代节奏，产品设计工程师更倾向于选择在市场上很容易采购到的AC／DC适配器，并把多组直流电源直接安装在系统的线路板上。由于开关电源产生的电磁干扰会影响到其电子产品的正常工作，正确的电源PCB排版就变得非常重要。开关电源PCB排版与数字电路PCB排版完全不一样。在数字电路排版中，许多数字芯片可以通过PCB软件来自动排列，且芯片之间的连接线可以通过PCB软件来自动连接。用自动排版方式排出的开关电源肯定无法正常工作。所以，没计人员需要对开关电源PCB排版基本规则和开关电源工作原理有一定的了解。
1、 开关电源PCB排版基本要点
1.1 电容高频滤波特性
图1是电容器基本结构和高频等效模型。
电容的基本公式是
式(1)显示，减小电容器极板之间的距离(d)和增加极板的截面积(A)将增加电容器的电容量。
电容通常存在等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)二个寄生参数。图2是电容器在不同工作频率下的阻抗(Zc)。
一个电容器的谐振频率(fo)可以从它自身电容量(C)和等效串联电感量(LESL)得到，即
当一个电容器工作频率在fo以下时，其阻抗随频率的上升而减小，即
当电容器工作频率在fo以上时，其阻抗会随频率的上升而增加，即
当电容器工作频率接近fo时，电容阻抗就等于它的等效串联电阻(RESR)。
电解电容器一般都有很大的电容量和很大的等效串联电感。由于它的谐振频率很低，所以只能使用在低频滤波上。钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感，因而它的谐振频率会高于电解电容器，并能使用在中高频滤波上。瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小，因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器，所以能使用在高频滤波和旁路电路上。由于小电容量瓷片电容器的谐振频率会比大电容量瓷片电容器的谐振频率要高，因此，在选择旁路电容时不能光选用电容值过高的瓷片电容器。为了改善电容的高频特性，多个不同特性的电容器可以并联起来使用。图3是多个不同特性的电容器并联后阻抗改善的效果。
电源排版基本要点1 旁路瓷片电容器的电容不能太大，而它的寄生串联电感应尽量小，多个电容器并联能改善电容的高频阻抗特性。
图4显示了在一个PCB上输入电源(Vin)至负载(RL)的不同走线方式。为了降低滤波电容器(C)的ESL，其引线长度应尽量减短；而Vin。正极至RL和Vin负极至R1的走线应尽量靠近。
近期在某用户的现场，遇到了一个比较奇怪的现象，给大家介绍一下，希望对大家也有所帮助。
随着新的S7-1500系列PLC的逐步推广，越来越多的用户也开始选择S7-1500系列的设备，主要的原因是该系列的产品在性能上的有了较大的提升，并且使用起来更加便捷，这些优点都是大家选择S7-1500系列PLC的原因。
但对很多用户来讲，对新产品确实还不是非常的熟悉，因此大家在使用过程中也容易遇到一些“奇怪”的现象，有时让人觉得摸不着头脑，这里介绍一个小故事，介绍现场遇到的一个“奇怪”的现象。
该用户是一个汽车行业的用户，当时设备处于调试阶段。随着现场接线的完成，准备开始上电调试程序了，但用户发现***套上电的设备的CPU不能正常启动。
现场有4套相同的设备，于是客户从另外一套设备上随即拆下一个CPU，换到现有的这套设备上，但上电后发现和***台PLC的现象一样，还是不能正常使用。连续测试了4个CPU，均出现同样的情况。
难道4个CPU都坏了！？这不太可能呀……”
但客户说这些CPU都是刚拆封的，刚装在设备上，都还没上过电，而且这个机型还是头一次使用S71500控制系统，还没开始编程就遇到问题了。
于是跟着用户的工程师到设备调试的现场进行实地检查。
在现场，我们看到了CPU的实际状态：
上电后，CPU进入启动阶段，但从面板上看，一直处于“Connecting”阶段。整个小触摸屏处于“白屏”状态，没有进入“彩屏”状态，触摸屏上的按钮仍然可以用，但每个菜单下的操作均无法操作，CPU的参数也都是灰色的，无法设置，状态信息也看不出来，基本处于“半死机”状态
看到这种情况，我们首先怀疑是存储卡的问题，认为存储卡内部有可能有旧的项目存在，上电后导致CPU不能正常启动。于是我们将卡进行了更换，找了一个全新的存储卡，但插上新卡后，现象还是一样。
随后，我们又怀疑是CPU的PS电源模块不匹配，从以前的柜内找了一个PM电源模块重试，也不行。
之后，我们又从网上下载了***新的CPU的Firmware，通过存储卡为CPU进行硬件版本的升级，但上电后CPU画面基本也是处于启动阶段，不能完成正常的升级操作……
经过一系列的测试，问题依然存在，我们一时也有点摸不着头脑了：“难道真的是这一批CPU有问题？但***近也确实没有听说过有CPU出现大批量故障的情况”
于是我们只能先将情况向总部反映，一边再想办法。但随后用户一次偶然的实验，发现了问题的所在：现场测试没有结果后，只好带了一个有问题的CPU回到用户的实验室，在实验室里，用户还有一套设备准备测试，于是再次接上电源进行测试，发现该CPU居然工作正常了！
这是怎么回事？***后，用户发现，***的不同，是实验室里的电源比现场的电源大，不仅体积大，功率也大—60W。
--虽然我们在现场也更换过电源，但当时换过来的也是25W的电源，因此当时还是没有发现这个问题，但这个屏幕的状态，确实也很难让人联想到供电不足！
随后我查了一下该CPU的功耗
原来是CPU的供电不足导致CPU一直无法正常启动，而小面板显示的状态，也是供电不足的一种现象。