一、概述
该方案是基于 NATIONS N32G455 和 JOULWATT JW3376 的电源管理系统，具有采集单节电池电压、过/欠压、过/欠温、充/放电过电流、负载短路和电池开路检测功能。
本文主要是记录在 AFE Board Layout 过程中的一些要点，主要包括布局、布线和丝印三部分。
二、布局
- 元器件布局首先要考虑“先固后移，先大后小，先难后易”的原则，即结构固定器件、难走线电路应优先布局，而小器件简单电路则后布局。
- 应根据原理图各功能模块进行布局，同一功能的电路成一个模块，根据信号的流向决定相关模块的位置，模块内的元件分布也要松紧有度。
图 1
如图 1 所示，由于 AFE 与大部分模块都有联系，故放置于板中间；右侧电池包电源进入，通过 AFE 供电电路与 DC-DC 进行供电；板子上方放置均衡电路；左侧则是一些 MOS 驱动电路和检测电路；下方为温度检测电路。
- 相同元件要均匀分布，有极性的同一元件方向应一致。
图 2
如图 2 所示，二极管应同一朝向，且使用 PAD Layout 的阵列功能进行均匀排布。
- 同一模块内的相同电路应采用同样的布局。
图 3
如图 3 所示，MOS 管的分布可采用对称式布局，且由于是发热元件，均匀分布有利于提高散热性能。
- DC-DC 模块的输入电容应尽量靠近芯片的输入管脚和 GND，以消除输入引脚的噪声；FB 走线应远离电感，且走线应尽量短；输出电容和采样电阻应尽量靠近电感，以加快回流，如图 4 所示。
图 4
三、布线
- 布线时相邻层走线应尽量走成正交结构，如图 5 所示，避免相邻层成平行走线，形成干扰。
图 5
- 同层走线避免在拐弯处成直角或锐角，应尽量走钝角，如图 6 所示。
图 6
- 由于 MOS 管经过的电流较大，故应采用大面积覆铜来代替走线，且要添加阵列过孔，加强过流和散热能力，如图 7 所示。
图 7
4. 在空间足够的情况下，尽可能加大走线宽度，尤其是与电源相关的走线，也可用覆铜代替，如图 8 所示。
图 8
四、丝印
- 同一模块丝印大小应统一，排列整齐，靠近元件摆放，如图 9 所示。
图 9
- 排针排母应标明序号，且标明相关引脚功能，看起来清晰明了，如图 10 所示。
图 10
五、总结
在进行 PCB Layout 之前，应设置合理的规则，以便设计出来的 PCB 能符合板厂的加工条件。在设计完成之后，应使用验证设计检查安全间距和连接性是否有错误，并及时修改，尽量做到验证设计零错误。
六、参考资料
- 《J005_Layout 的基本规范》
- JOULWATT-JWH5140 规格书《JWH5140&JWH5140F_Datasheet_R0.11_EN》
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