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在我之前的文章中，我們拼湊了一個系統，找到了我們的組件，征服了強大的原理圖并進行了審查、審查和審查。上次，我討論了一些常見的布局錯誤、最佳實踐以及我們如何確保印刷電路板 (PCB) 的最佳性能。由于這篇文章的受歡迎程度，我決定就該主題貢獻一些額外的花絮。

知道其中許多技巧都是工程經驗法則，有關 PCB 布局設計的更多詳細信息，你可以在網絡上查看大量可用資源。

以下是德州儀器關于正確布局實踐和設計的一些應用說明：

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我們今天要討論的三個主題是……

1.      PCB 元件放置

2.      熱性能

3.      接地…接地…接地…

1.      PCB 元件放置

布局設計中最關鍵的時刻之一將在你開始布線之前發生。了解組件的放置位置將確保系統緊湊且性能最佳。原理圖實際上是開始確定應在何處分組和放置組件的最佳位置之一。不要隨意放置組件，而是嘗試按照你設想的布局方式組織你的原理圖。這將為你移動到設計的布局部分提供一個起點。許多組件，例如電機驅動器，將 IC 引腳的一側用于功率級（電機、FET、電流檢測等），另一側用于控制（GPIO、PWM、去耦等）。IC 的簡單旋轉有時可以使布局更簡單。

別！

避免使用難以分離各個子系統的組件集群。盡量確保任何閱讀你的原理圖的人都可以快速挑選出主要功能和關鍵組件。

*圖片僅供參考

做！

嘗試清楚地標記組或頁面，以顯示整體設計的各個子系統。這將幫助人們快速理解你的原理圖，并有可能在未來很多年幫助某人調試你的系統。

別！

避免在布局中丟失“流”。我所說的“流程”是指確保你的設計從子系統平滑過渡到子系統。每個子系統應保持緊湊的形式，然后通過適當的信號移動到下一個。

在 PCB 周圍跳躍的信號會占用空間并且難以調試。

做！

通過保持適當的“流程”，你將減小整體電路板尺寸、簡化調試并總體擁有一個性能更好的系統。

一個常見的技巧是讓頂層上的走線沿一個方向移動，而底層上的走線沿垂直方向移動。在下圖中，你可以看到頂層的跡線傾向于在垂直方向上移動，而底層上的跡線會在水平方向上移動（不可見）。這避免了走線被“阻塞”的情況，并有助于確保更連接的“GND”平面。

2.     熱性能

在布局完成之前經常被遺忘的一個關鍵設計因素是設計的散熱效果。所有組件都會產生熱量。多少是多種因素的問題。確定罪魁禍首將有助于確定你是需要主動冷卻（風扇、水等）還是應該使用被動冷卻（散熱器等）。通常，主要的熱發生器也是處理電流最多的組件（功率 MOSFET、檢測電阻器、連接器、功率電感器等）。

別！

在這里，主要的熱源（功率 MOSFET Q1-Q4、檢測電阻器 R1-R2、電機預驅動器 U1 和連接器 J5-J6）連接到最小的銅面積，從而最大限度地減少熱耗散。

它們將限制系統可以驅動的電流量并降低整體性能。

做！

現在，主要的熱量發生器（功率 MOSFET Q1-Q4、檢測電阻器 R1-R2、電機預驅動器 U1 和連接器 J5-J6）通過縫合的大型銅平面大量連接。

底層專用于提供額外的銅面積以改善散熱。

3.      接地…接地…接地…

PCB“GND”可能是設計中最關鍵的因素。接地問題很難調試，因此從一開始就確保正確的設計可以節省無數小時的頭痛。我通常建議大多數設計盡可能使用“GND”平面。“GND”平面將改善散熱，并降低“GND”電阻/電感。盡管可以單獨布線每個“GND”走線，但通常會忽略返回路徑或“GND”環路。一個簡單的“GND”位置將消除我們看到的許多常見問題。這在 4 層設計中更容易完成，但在 2 層設計中仍然可以通過仔細布線信號跡線來實現。適當的接地是一種藝術形式，如果你真的想深入了解，我將再次將你指向網絡。