1. 引言

 高壓電源模塊（輸出電壓500V~3000V，用于工業(yè)激光、醫(yī)療設(shè)備）PCB布局與接地設(shè)計(jì)直接影響輸出紋波——某醫(yī)療激光設(shè)備廠商曾因電源模塊PCB布局混亂，輸出紋波達(dá)200mV（要求≤50mV），導(dǎo)致激光功率不穩(wěn)定，產(chǎn)品返修率超25%。高壓電源PCB需符合**IEC 60950-1（信息技術(shù)設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)）第6.4條款**（布局安全）與**GB/T 14714（電源模塊標(biāo)準(zhǔn)）第5.3條款**（紋波要求），布局需縮短高壓路徑，接地需避免地環(huán)流。捷配服務(wù)高壓電源客戶90+家，累計(jì)交付50萬+片電源模塊PCB，輸出紋波穩(wěn)定≤30mV，本文拆解布局原則、接地方案及紋波優(yōu)化，助力電源企業(yè)提升模塊性能。

2. 核心技術(shù)解析

3. 實(shí)操方案

3.1 布局優(yōu)化四步法（操作要點(diǎn) + 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) + 工具 / 材料）

1. 核心器件布局：高壓開關(guān)管（如英飛凌 IPW65R019C7）、整流橋（Vishay VS-100EBU04）、輸出電容（村田 10μF/3000V）呈 “三角形布局”，兩兩間距≤30mm，開關(guān)管到輸出電容路徑≤20mm，用捷配布局仿真工具（JPE-HV-Layout 3.0）驗(yàn)證；
2. 高壓路徑設(shè)計(jì)：高壓銅箔寬度≥3mm（2oz 銅厚，載流 20A），銅箔拐角做 45° 角（避免電場集中），路徑寄生電感用阻抗分析儀（捷配 JPE-Imp-800）測試，需≤10nH；
3. 強(qiáng)弱電隔離：高壓區(qū)（開關(guān)管、整流橋）與低壓區(qū)（PWM 芯片、采樣電阻）間距≥20mm，中間設(shè)隔離帶（寬度 5mm，無銅箔），爬電距離按電壓計(jì)算（500V≥10mm，3000V≥35mm）；
4. 散熱輔助：開關(guān)管下方布置散熱過孔（孔徑 0.5mm，孔距 1.5mm，數(shù)量≥8 個(gè) /cm²），過孔鍍銅厚度≥20μm，符合IPC-6012F 第 4.5 條款。

3.2 接地設(shè)計(jì)與紋波優(yōu)化（操作要點(diǎn) + 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) + 工具 / 材料）

1. 分區(qū)接地：PGND 覆蓋高壓功率器件（開關(guān)管、整流橋），銅箔面積≥器件面積 3 倍；SGND 覆蓋 PWM 芯片（如 TI UCC28950）、采樣電路，銅箔厚度≥1oz；FGND 圍繞 PCB 邊緣，與外殼連接，三者在電源負(fù)極單點(diǎn)連接（阻抗≤0.05Ω，用毫歐表 JPE-Mohm-300 測試）；
2. 紋波抑制：在輸出端并聯(lián) “高頻電容（1000pF/3000V）+ 低頻電容（10μF/3000V）”，電容靠近輸出端子（距離≤10mm）；采樣電阻（如 Vishay 100Ω/1W）靠近 SGND 連接點(diǎn)，減少地噪聲干擾；
3. 驗(yàn)證測試：按GB/T 14714 第 5.3 條款，測試輸出紋波（峰峰值），500V 機(jī)型≤50mV，3000V 機(jī)型≤100mV，用示波器（捷配 JPE-Osc-800，帶寬 1GHz）測試，探頭接地環(huán)≤5mm。