源设计与制作中，PCB的设计与制作都是至关重要的。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可能会造成很多的问题。笔者根据多年的PCB设计经验，尤其总结了电源设计制作的经验，以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析。
设计流程
理图到PCB的设计流程为：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。
电气安全要求
导线的间距必须能满足电气安全要求，最小间距至少要能适合承受的电压，而且为了便于操作和生产，间距要尽量地宽。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则要尽可能地加大间距，一般为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的焊盘缺损。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，而且走线与焊盘不易断开。
元器件布局
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，则会造成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。因此，在设计印制电路板的时候，应注意采用正确的方法。
个开关电源都有四个电流回路：电源开关交流回路，输出整流交流回路，输入信号源电流回路，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，输入及输出电流回路应只从滤波电容的接线端连接到电源；如果输入/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，交流能量将经由输入或输出滤波电容而辐射到环境中去。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他印制线布线之前先布好这些交流回路。每个回路的滤波电容、电源开关或整流器、电感或变压器应彼此相邻地进行放置，使它们之间的电流路径尽可能短。
对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则：
● PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪能力下降，成本也增加；过小则散热不好，且邻近线条易受干扰。电路板的最佳形状为矩形，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。
● 放置器件时要考虑以后的焊接，不要太密集。
● 以每个功能电路的核心元件为中心来进行布局。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, 去耦电容则尽量靠近器件的VCC。
● 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。
● 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传输方向。
● 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。
● 尽可能地减小环路面积，以抑制开关电源的辐射干扰。
高频处理
线的长度和宽度会影响其阻抗和感抗，进而影响频率响应。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其他电源线的元器件放置得很近。根据印制线路板电流的大小，尽量加粗电源线宽度，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，是控制干扰的重要因素。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，容公共端应是其他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。可采用一点接地，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，在共地处接两个二极管或一小电阻，或接在比较集中的一块铜箔处就可以。
2 尽量加粗接地线
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。
全局布线的考虑
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。
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°，力求线条简单明了。
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。如果电路很复杂，为简化设计也允许用导线跨接，解决交叉电路问题。
检查与复查
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。
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。文章引自深圳宏力捷电子！
1.输入电压VIN范围：12V电池电压的瞬变范围决定了电源转换IC的输入电压范围。
典型的汽车电池电压范围为9V至16V，发动机关闭时，汽车电池的标称电压为12V;发动机工作时，电池电压在14.4V左右。但是，不同条件下，瞬态电压也可能达到±100V。ISO7637-1行业标准定义了汽车电池的电压波动范围。图1和图2所示波形即为ISO7637标准给出的部分波形，图中显示了高压汽车电源转换器需要满足的临界条件。
除了ISO7637-1，还有一些针对燃气发动机定义的电池工作范围和环境。大多数新的规范是由不同的OEM厂商提出的，不一定遵循行业标准。但是，任何新标准都要求系统具有过压和欠压保护。
2.散热考虑：散热需要根据DC-DC转换器的最低效率进行设计。
空气流通较差甚至没有空气流通的应用场合，如果环境温度较高(>30°C)，外壳存在热源(>1W)，设备会迅速发热(>85°C)。例如，大多数音频放大器需要安装散热片，并需要提供良好的空气流通条件以耗散热量。另外，PCB材料和一定的覆铜区域有助于提高热传导效率，从而达到最佳的散热条件。如果不使用散热片，封装上的裸焊盘的散热能力不超过2W至3W(85°C)，随着环境温度升高，散热能力会明显降低。
将电池电压转换成低压(例如：3.3V)输出时，线性稳压器将损耗75%的输入功率，效率极低。为了提供1W的输出功率，将会有3W的功率作为热量消耗掉。受环境温度和管壳/结热阻的限制，将会明显降低1W最大输出功率。对于大多数高压DC-DC转换器，输出电流在150mA至200mA范围时，LDO能够提供较高的性价比。
将电池电压转换成低压(例如：3.3V)，功率达到3W时，需要选择高端开关型转换器，这种转换器可以提供30W以上的输出功率。这也正是汽车电源制造商通常选用开关电源方案，而排斥基于LDO的传统架构的原因。
大功率设计(>20W)对于热管理要求比较严格，需要采用同步整流架构。为了获得高于单个封装的散热能力，避免封装“发热”，可以考虑使用外部MOSFET驱动器。
3.静态工作电流(IQ)及关断电流(ISD)：
随着汽车中电子控制单元(ECU)数量的快速增长，汽车电池输出的总电流也不断增长。即使当发动机关闭并且电池电量耗尽时，有些ECU单元仍然保持工作。为了保证静态工作电流IQ在可控范围内，大多数OEM厂商开始对每个ECU的IQ加以限制。例如欧盟提出的要求是：100?A/ECU。绝大多数欧盟汽车标准规定ECU的IQ典型值低于100?A。始终保持工作状态的器件，例如：CAN收发器、实时时钟和微控制器的电流损耗是ECUIQ的主要考虑因素，电源设计需要考虑最小IQ预算。
4.成本控制：OEM厂商对于成本和规格的折中是影响电源材料清单的重要因素。
对于大批量生产的产品，成本是设计中需要考虑的重要因素。PCB类型、散热能力、允许选择的封装及其它设计约束条件实际受限于特定项目的预算。例如，使用4层板FR4和单层板CM3，PCB的散热能力就会有很大差异。
项目预算还会导致另一制约条件，用户能够接受更高成本的ECU，但不会花费时间和金钱用于改造传统的电源设计。对于一些成本很高的新的开发平台，设计人员只是简单地对未经优化的传统电源设计进行一些简单修整。
5.位置/布局：在电源设计中PCB和元件布局会限制电源的整体性能。
结构设计、电路板布局、噪声灵敏度、多层板的互连问题以及其它布板限制都会制约高芯片集成电源的设计。而利用负载点电源产生所有必要的电源也会导致高成本，将众多元件集于单一芯片并不理想。电源设计人员需要根据具体的项目需求平衡整体的系统性能、机械限制和成本。
6.电磁辐射：
随时间变化的电场会产生电磁辐射，辐射强度取决于场的频率和幅度，一个工作电路所产生的电磁干扰会直接影响另一电路。例如，无线电频道的干扰可能导致安全气囊的误动作，为了避免这些负面影响，OEM厂商针对ECU单元制定了最大电磁辐射限制。
为保持电磁辐射(EMI)在受控范围内，DC-DC转换器的类型、拓扑结构、外围元件选择、电路板布局及屏蔽都非常重要。经过多年的积累，电源IC设计者研究出了各种限制EMI的技术。外部时钟同步、高于AM调制频段的工作频率、内置MOSFET、软开关技术、扩频技术等都是近年推出的EMI抑制方案。
