具有PWM电源变换器的电路板的制作方法

文档编号:14478495
研发日期:2018/5/19

本实用新型涉及电路板领域,特别涉及一种具有PWM电源变换器的电路板。
背景技术
:众所周知,PWM电源变换器可应用于各种电子设备的电源供电电路,通过对输入的电源进行电压变换,以提供合适电压的电源给对应的电子设备。参照图1,目前,PWM电源变换器主要包括输入电源、PWM控制器、电容C1、C2、MOS管Q1、Q2以及输出电源,通过PWM控制器驱动MOS管Q1、Q2工作以实现电压变换功能。当PWM控制器驱动MOS管Q1、Q2工作时,输入电源的电流经电容C1、C2再经过MOS管Q1、Q2,最后到达输出电源端。参照图2,在进行采用PWM电源变换器作为电源的电子设备的电路板设计时,为了工艺方便,通常将电容C1、C2和MOS管Q1、Q2设置在不同的平面,例如将MOS管设置在电路板顶层,将电容设置在电路板底层。但是,随着电源开关频率的上升,采用上述电路板布局设计,会使得经过电容和MOS管的电流贯穿整个PCB叠层,如此,导致电源地平面高频开关噪声过大,影响信号完整性,造成辐射测试超标。技术实现要素:本实用新型的主要目的是提出一种具有PWM电源变换器的电路板,旨在解决现有技术中具有PWM电源变换器的电路板中,电源地平面高频开关噪声过大,影响信号完整性,造成辐射测试超标的技术问题。为实现上述目的,本实用新型提出的具有PWM电源变换器的电路板,包括:PCB板,所述PCB板具有由上至下依次设置的顶层、电源层、地层和底层;第一MOS管和第二MOS管,所述第一MOS管和第二MOS管均设于所述PCB板的顶层;输入电源和输出电源,所述输入电源设于所述PCB板的顶层,所述输出电源设于所述PCB板的电源层;以及两滤波电容,所述两电容设于所述PCB板的顶层,且跨接于所述输入电源和所述地层之间。优选地,所述第一MOS管和第二MOS管沿第一方向依次设置,且首尾相接。优选地,所述第一MOS管和第二MOS管于所述第一方向上的间距小于或等于60mil。优选地,靠近所述第一MOS管和第二MOS管的电容在所述第一方向的垂线方向上与所述第一MOS管和第二MOS管的间隔距离为d,40mil≤d≤60mil。优选地,在所述第一方向的垂线方向上,所述输入电源位于所述第一MOS管、第二MOS管与所述两滤波电容之间。优选地,在所述第一方向的垂线方向上,所述输入电源和输出电源分别位于所述第一MOS管、第二MOS管的两侧。优选地,所述PCB板还包括贯穿所述顶层、电源层以及地层设置的地过孔。优选地,对所述输入电源、输出电源的开孔以及地过孔进行防信号干扰处理。优选地,对所述PCB板的底层上对应所述输入电源、输出电源的开孔以及地过孔的位置进行背钻处理,形成背钻孔。本实用新型技术方案通过将PWM电源变换器的第一MOS管、第二MOS管以及两电容均设置于PCB板的顶层,如此,有效避免经过电容和MOS管的电流贯穿整个PCB板的叠层,从而降低了电源地平面高频开关的噪声,保证了信号完整性,避免了电路板辐射测试超标的情况。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为PWM电源变换器的电路结构示意图;图2为现有技术中具有PWM电源变换器的电路板的侧视示意图;图3为本实用新型具有PWM电源变换器的电路板一实施例的俯视示意图;图4为图3中电路板的侧视示意图;图5为现有技术中具有PWM电源变换器的电路板工作中的频率和噪声的波形图;图6为本实用新型具有PWM电源变换器的电路板工作中的频率和噪声的波形图。附图标号说明:标号名称标号名称1顶层11第一MOS管12第二MOS管13滤波电容2电源层21输入电源22输出电源3地层4底层5地过孔6背钻孔7PWM控制器本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。需要说明,若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。另外,若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实用新型提出一种具有PWM电源变换器的电路板。在本实用新型实施例中,参照图1至图4,该具有PWM电源变换器的电路板包括:PCB板,PCB板具有由上至下依次设置的顶层1、电源层2、地层3和底层4;第一MOS管11和第二MOS管12,第一MOS管11和第二MOS管12均设于PCB板的顶层1;输入电源21和输出电源22,输入电源21设于PCB板的顶层1,输出电源22设于PCB板的电源层2;以及两滤波电容13,两电容设于PCB板的顶层1,且跨接于输入电源21和地层3之间。本实施例中,第一MOS管11为对应图1中的上桥MOS管Q1,第二MOS管12对应图1中的下桥MOS管Q2,当然,于其他实施例中,第一MOS管11也可为对应图1中的下桥MOS管Q2,第二MOS管12为对应图1中的上桥MOS管Q1,本实用新型对此不作限制。另外,本实施例中,该PWM电源变换器为PWM降压型直流变换器,当然,于其他实施例中,该PWM电源变换器也可为PWM增压型直流变换器,本设计对此不作限制。本实施例中,当电流从两滤波电容13流向第一MOS管11和第二MOS管12时,由于第一MOS管11、第二MOS管12以及两电容均设置于PCB板同一层,如此,电流不会贯穿PCB板,从而不会在电源地平面产生高频开关噪声,避免杂波干扰,保证了信号的完整性,在电路板进行辐射测试时,就不会出现电路板辐射测试超标的情况。参照图5和图6,同在电源开关频率100MHZ~300MHZ的区间内,本实用新型的电路板的波形图相较于现有技术中电容和MOS管设置在不同平面的电路板的波形图,波形更为平缓、稳定,尖锐部分较少,即本实用新型的电路板的噪声强度明显小于现有技术中电路板的噪声强度,信号完整性更强。本实用新型技术方案通过将PWM电源变换器的第一MOS管11、第二MOS管12以及两电容均设置于PCB板的顶层1,如此,有效避免经过电容和MOS管的电流贯穿整个PCB板的叠层,从而有效降低了电源地平面高频开关的噪声,保证了信号完整性,避免了电路板辐射测试超标的情况。进一步地,第一MOS管11和第二MOS管12沿第一方向依次设置,且首尾相接。可以理解,如此设置,一方面,方便第一MOS管11和第二MOS管12之间的电路连接,简化电路板的线路,另一方面,便于使电容距离第一MOS管11和第二MOS管12的距离一致。需要说明的是,本设计不限于此,于其他实施例中,第一MOS管11和第二MOS管12也可按照其他方式排布。进一步地,参照图1,第一MOS管11和第二MOS管12于第一方向上的间距为s,s小于或等于60mil(英);可以理解,1mil等于0.0254mm。可以理解,s过大,一方面,要求电路板在第一方向上的长度过大,容易造成结构上的浪费,另一方面,也不利于桥式电路的电流转换效果。进一步地,靠近第一MOS管11和第二MOS管12的电容在第一方向的垂线方向上与第一MOS管11和第二MOS管12的间隔距离为d,40mil≤d≤60mil。可以理解,d过大,电流于电路板上回路的距离过远,以致电源开关的高频降噪效果较差,d过小,电容与第一MOS管11和第二MOS管12的工作容易造成干扰。进一步地,在第一方向的垂线方向上,输入电源21位于第一MOS管11、第二MOS管12与两滤波电容13之间。需要说明的是,本设计不限于此,于其他实施例中,输入电源21也可设于其他位置。进一步地,在第一方向的垂线方向上,输入电源21和输出电源22分别位于第一MOS管11、第二MOS管12的两侧。可以理解,如此设置,合理利用电路板上的使用空间,避免输入电源21和输出电源22之间的工作干扰。需要说明的是,本设计不限于此,于其他实施例中,输出电源22和输入电源21也可按照其他方式排布。进一步地,参照图4,PCB板还包括贯穿顶层1、电源层2以及地层3设置的地过孔5。可以理解,如此设置,一方面,有利于穿线,提高PCB板内结构电连接的便捷性,另一方面,有利于减小PCB板对第一MOS管11或第二MOS管12等结构的信号干扰。进一步地,对输入电源21、输出电源22的开孔以及地过孔5进行防信号干扰处理。可以理解,如此设置,能更有效地抑制电路板上各电路结构之间的电磁、信号干扰。进一步地,对PCB板的底层4上对应输入电源21的开孔以及地过孔5的位置进行背钻处理,形成背钻孔6。可以理解,设置背钻孔6是现有技术中广泛应用的一种防信号干扰的处理方式,具有工艺简单、抗干扰效果好等优点。本实施例中,输出电源22处的开孔直接由贯穿PCB板的顶层1贯穿PCB板的底层4,故无需再额外进行背钻处理,当然,于其他实施例中,输出电源22处的开孔与通常的地过孔5一样,未贯穿PCB板的底层4,则需要额外再于输出电源22处的开孔进行背钻处理,以形成背钻孔6。需要说明的是,本设计不限于此,于其他实施例中,也可于输入电源21、输出电源22的开孔以及地过孔5内涂覆抗干扰涂层。以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是在本实用新型的发明构思下,利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的
技术领域
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3 
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