電機(jī)控制中的PCB布局技巧從一塊冒煙的板子說(shuō)起去年夏天，我調(diào)試一塊無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，三相半橋用的IR2101驅(qū)動(dòng)，MOS管是N溝道的。上電一瞬間，板子直接冒煙——不是那種優(yōu)雅的“啪”一聲，而是真的冒出一縷青煙，帶著焦糊味。示波器抓到的波形慘不忍睹：柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)上疊加了將近4V的振鈴，下管關(guān)斷時(shí)Vds尖峰直接干到60V（母線才24V）。拆板子檢查，發(fā)現(xiàn)布局上犯了一個(gè)經(jīng)典錯(cuò)誤：驅(qū)動(dòng)芯片的地回路和功率回路的地混在一起，而且功率回路走線繞了一個(gè)大圈。這不是理論問(wèn)題，是實(shí)實(shí)在在的物理問(wèn)題——寄生電感和寄生電容在開(kāi)關(guān)頻率下開(kāi)始“唱歌”。從那以后，我養(yǎng)成了一個(gè)習(xí)慣：畫電機(jī)驅(qū)動(dòng)板之前，先拿張紙把電流路徑畫出來(lái)，標(biāo)出哪些是高頻大電流回路，哪些是敏感信號(hào)。這個(gè)習(xí)慣救了我很多次。功率回路：最短路徑不是口號(hào)電機(jī)控制PCB布局的第一條鐵律：功率回路必須盡可能短。這里說(shuō)的“短”不是直線距離，而是電流實(shí)際流過(guò)的路徑長(zhǎng)度。拿一個(gè)典型的Buck電路或者電機(jī)半橋來(lái)說(shuō)，當(dāng)上管導(dǎo)通、下管關(guān)斷時(shí)，電流從母線正極流經(jīng)上管、負(fù)載、再回到母線負(fù)極。當(dāng)下管導(dǎo)通、上管關(guān)斷時(shí)，電流從下管續(xù)流。這兩個(gè)回路里，最要命的是換流瞬間——上下管切換時(shí)，回路電感會(huì)感應(yīng)出電壓尖峰。別這樣寫：把MOS管和母線電容分開(kāi)放，中間隔了半塊板子。我見(jiàn)過(guò)有人為了散熱把MOS管放在板邊，母線電容放在板中央，結(jié)果走線長(zhǎng)了5厘米。5厘米的走線在100kHz開(kāi)關(guān)頻率下，寄生電感大概50nH，配合MOS管的結(jié)電容，足夠產(chǎn)生一個(gè)漂亮的LC振