对于开关电源工程师来说，PCB Layout是产品设计中至关重要的一部分。布局不当可能导致严重问题，从功能失效到无法通过EMC或纹波测试等合规性问题。在这篇文章中，我们将以一个成品电源模组为例，探讨一些关键的设计考虑因素。
安规走线间距是不可忽视的标准，如果不遵守，产品在耐压测试中会失败，因为高压会导致空气击穿。保险丝前的距离应保持在3mm以上，这也是为什么保险丝通常放在电路最前端的原因。即使安规没有明确规定，如果走线间距太近，在正常工作条件下也可能发生击穿。例如，PCB外层1mm的间距耐压仅为200V，所以对于220V交流或310V直流电，建议走线距离至少保持在2mm以上，通常我会设定为2.5mm以上。
这些器件都有安规要求，简单来说，就是两个器件之间有最小尺寸要求，尺寸太小的器件是无法通过安规的。开关电源变压器的骨架也需要严格把控，尤其是初级到次级的距离，小功率变压器必须飞线。
开关电源变压器的骨架也需要严格控制，特别是初级到次级的距离。对于小功率变压器，飞线是必须的。
飞线长度也需控制，飞线太短可能影响耐压，太长则可能导致电磁信号辐射，影响EMC。因此，在规格书中应详细说明，PCB绘制时，飞线的焊盘设计要特别注意。
以两个设计为例，RV1压敏电阻与后面的X2电容之间的走线为何要绕道而行，而不是直接覆铜短接？
保险丝后的走线经过压敏电阻VR1，再到X2电容，绕了一个弯，这是为了避免电流在PCB上形成回路。电流只走阻抗最小的路径，如果直接覆铜，某些元器件可能会被跳过，这是不允许的。
同样的，电解电容的布线也是为了防止电流绕过必要的电容，直接流向负载。虽然绘制方式不同，但实际效果相同。
这是一个错误的案例：红色L火线先连接共模电感，再接X2电容，这段走线会导致电流来回走动，形成天线效应。当X2电容充电时，导线内部电流是正向的，而电容放电时，电流则是反向的，这正是天线的工作原理。
所谓的最小高压主电流回路，指的是最后一个高压滤波电容、变压器初级和高压MOS管之间形成的回路。由于该回路会经过高压脉冲电信号，必然会产生严重的电磁辐射，而我们唯一能改善的方法就是减小回路面积。回路面积越小，天线效应越小，辐射也就越少。
这是实际布线时的布局示意，大家可以参考一下，其中JT1是飞线，将310V正电压直接引入变压器。
采样应从开关电源输出端的最末端单独拉线，这样可以避免负载电流对采样线的干扰。
采样电路位于最末端，直接从负载输出端取样，采样走线上不走大电流，从而避免了各种采样误差。
众所周知PCB的过电流能力是有限的，但是PCB上的电流究竟能过多少呢?
参考相关表格你会发现，对于小功率开关电源来说，高压侧走线完全没有必要设计得很粗，除非是为了散热，一般1mm的线宽就足够，2mm已能胜任大多数情况。但在低压侧，大电流怎么办？
一方面可以增加线宽，另一方面可以通过去除部分阻焊层，并在钢网层开窗口，增加锡层厚度，以提升导线的载流能力。（注意：一定要在Paste钢网层开孔，否则不会真正上锡，切记切记。）
在许多情况下，我们需要通过PCB来散热，这时可以打一些过孔，将热量传导到PCB的背面。
有一个小技巧是使用孔塞来提高热传导效率。不过，需要注意的是，孔塞的直径通常不能超过0.45mm，保险起见，建议选择0.4mm的孔径。
在开关电源的高压侧和低压侧之间通常会有一个放电管，用来释放静电。
许多工程师会在最后进行手工绘制，而我的建议是直接将其做成一个封装，然后在PCB中关联调用，这样可以避免破坏PCB的联动性。只需要绘制两个异形封装即可，相对简单。
需要注意的是，只需去除阻焊层，千万不要在中间绘制钢网层，因为这里不需要上锡，只有焊盘部分需要上锡。
通常情况下，元器件封装应遵循IPC-SM-782A标准。对于需要承受高压的采样电阻，则需要特别处理。由于电阻焊盘之间的间距与耐压有关，因此焊盘间距应适当增大，但不能过大，以免增加焊接难度。
这是一个控制器用来连接高压的采样分压电阻。如果间距不符合要求，可能会因耐压不足而击穿。贴片电阻器也有耐压限制，如果不够，就需要加大封装尺寸。
贴片电阻器也是有耐压的，不过耐压不够就要加大封装。
以上就是我在开关电源设计中的PCB绘制经验总结，希望对大家有所帮助。
