CN217428426U - 电路板、开关电源和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电路板、开关电源和电子设备，电路板可以包括数字地、模拟地和主地平面，主地平面包括与数字地电连接的第一连接区域以及与模拟地电连接的第二连接区域，主地平面还开设有至少部分位于第一连接区域和第二连接区域之间的镂空孔。在本申请中，通过主地平面设置的镂空孔，可以降低数字地和模拟地之间相互的串扰。

Description

电路板、开关电源和电子设备

技术领域

本申请属于电路板技术领域，尤其涉及一种电路板、开关电源和电子设备。

背景技术

PCB(Printed circuit board,印制电路板)以绝缘板为基材，切成一定尺寸，其上至少附有一个导电图形，并布有孔(如元件孔、紧固孔、金属化孔等)，用来代替以往装置电子元器件的底盘，并实现电子元器件之间的相互连接，由于这种板是采用电子印制术制作的，故被称为“印制”电路板。

相关技术中，电路板可以包括有数字地、模拟地和主地平面，数字地和模拟地接到同一个主地平面中实现接地。然而，数字地和模拟地接于同一个主地平面时容易出现数字地和模拟地相互串扰的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种电路板、开关电源和电子设备，可以降低数字地和模拟地之间的相互串扰。

第一方面，本申请实施例提供一种电路板，包括：

数字地；

模拟地；和

主地平面，所述主地平面包括与所述数字地电连接的第一连接区域以及与所述模拟地电连接的第二连接区域，所述主地平面还包括至少部分位于所述第一连接区域和所述第二连接区域之间的镂空孔。通过上述的技术方案，镂空孔可以降低数字地和模拟地之间通过主地平面发生的传导干扰。

可选地，所述镂空孔隔断所第一连接区域和所述第二连接区域。通过上述的技术方案，可以进一步降低数字地和模拟地之间通过主地平面发生的传导干扰。

可选地，所述主地平面包括形成所述镂空孔的第一内壁，所述第一内壁包括靠近所述第一连接区域的第一侧壁以及靠近所述第二连接区域的第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁的间距大于或等于0.25毫米。通过上述的技术方案，可以降低数字地和模拟地通过第一侧壁和第二侧壁的耦合发生的辐射干扰。

可选地，所述第一侧壁和所述第二侧壁的间距小于或等于0.5毫米。通过上述的技术方案，可以避免镂空孔浪费电路板内部的过多空间。

可选地，所述电路板还包括间隔层，所述数字地和所述模拟地设于所述间隔层的同侧端面，所述主地平面设于所述间隔层背向所述数字地的一侧端面。通过上述的技术方案，间隔层作为载体以安装固定数字地、模拟地和主地平面。

可选地，所述电路板还包括：

第一导体，穿设于所述间隔层，所述第一导体分别与所述数字地以及所述第一连接区域电连接；和

第二导体，穿设于所述间隔层，所述第二导体分别与所述模拟地以及所述第二连接区域电连接。

通过上述的技术方案，可以使得电路板内部的走线更加简洁。

可选地，所述数字地与所述模拟地相互独立。通过上述的技术方案，可以避免数字地和模拟地之间直接相连而造成的串扰。

第二方面，本申请实施例还提供一种开关电源，包括上述任一项的电路板。

可选地，所述开关电源还包括电源IC，所述电源IC分别与所述数字地以及所述模拟地电连接。通过上述技术方案，可以降低开关电源内部的数字电路模块和模拟电路模块发生的串扰。

第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：

电子设备主体；和

开关电源，如上述任一项的开关电源，所述开关电源设于所述电子设备主体内。

本申请实施例提供的电路板中，一方面，模拟地的模拟信号可以传导至第二连接区域，第二连接区域处的至少部分模拟信号受镂空孔的阻隔而无法沿直线方向直接传导至第一连接区域处，并且该部分被镂空孔阻隔的模拟信号还容易传导至主地平面的其他区域后接地；因此，第二连接区域的至少部分模拟信号无法直接传导至第一连接区域后再回流至数字地，以使模拟地对数字地造成传导干扰。另一方面，数字地的数字信号可以传导至第一连接区域，此时第一连接区域处的至少部分数字信号受镂空孔的阻隔而无法沿直线方向传导至第二连接区域处，并且该部分被镂空孔阻隔的数字信号还容易传导至主地平面的其他区域后接地；因此，第一连接区域的至少部分模拟信号难以直接传导至第二连接区域后再回流至模拟地，以使数字地对模拟地造成传导干扰。综上所述，本申请提供的电路板可以降低数字地与模拟地之间的相互串扰。

本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其有益效果显而易见。

图1为本申请实施例提供的电路板的一种结构示意图。

图2为图1所示电路板的第一种主地平面的俯视图。

图3为图1所示电路板的第二种主地平面的俯视图。

图4为图1所示电路板的第三种主地平面的俯视图。

图5为图1所示电路板设置芯片后的结构示意图。

图中各标号分别是：

100、数字地；

200、模拟地；

300、主地平面；31、第一连接区域；311、第一地孔；32、第二连接区域；321、第二地孔321；33、镂空孔；34、第一侧壁；35、第二侧壁；

400、间隔层；

500、第一导体；

600、第二导体；

700、电源IC。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性地，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请的方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中，至少一个是指一个或多个；多个，是指两个或两个以上。在本申请的描述中，“第一”、“第二”、“第三”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

在本说明书中描述的参考“一种实施方式”或“一些实施方式”等意味着在本申请的一个或多个实施方式中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

需要指出的是，本申请实施例中“连接”可以理解为电连接，两个电学元件连接可以是两个电学元件之间的直接或间接连接。例如，A与B连接，既可以是A与B直接连接，也可以是A与B之间通过一个或多个其他电学元件间接连接。

本申请实施例提供一种电路板，可以用于承载开关电源，开关电源可是直流开关电源，也可以是交流开关电源，开关电源则是可以运用到弱电项目中。电路板还可以用于承载MCU(Micro Control Unit，电机控制单元)等，应当理解的是，本申请实施例对电路板的具体运用领域不做限定。

如图1所示，图1为本申请实施例提供的电路板的一种结构示意图。电路板可以包括数字地100、模拟地200和主地平面300。主地平面300包括第一连接区域31和第二连接区域32。第一连接区域31与数字地100电连接，第二连接区域32与模拟地200电连接；进而，数字地100和模拟地200可以共用一个主地平面300进行接地。主地平面300还开设有至少位于第一连接区域31和第二连接区域32之间的镂空孔33。

一方面，模拟地200的模拟信号可以传导至第二连接区域32，第二连接区域32处的至少部分模拟信号受镂空孔的阻隔而无法沿直线方向直接传导至第一连接区域31处，并且该部分被镂空孔33阻隔的模拟信号还容易传导至主地平面300的其他区域后接地；因此，第二连接区域32的至少部分模拟信号无法直接传导至第一连接区域31后再回流至数字地100，进而有效减小模拟地200对数字地100造成的传导干扰。

另一方面，数字地100的数字信号可以传导至第一连接区域31，第一连接区域31处的至少部分数字信号受镂空孔的阻隔而无法沿直线方向传导至第二连接区域32处，并且该部分被镂空孔33阻隔的数字信号还容易传导至主地平面300的其他区域后接地；因此，第一连接区域31的至少部分模拟信号无法直接传导至第二连接区域32后再回流至模拟地200，进而有效减小数字地100对模拟地200造成的传导干扰。

综上所述，本申请提供的电路板中，通过在主地平面300设置的镂空孔33，可以降低数字地100与模拟地200之间的相互串扰。

此外，基于直接在主地平面300上挖空形成镂空孔33的结构，相较于增设其他元器件以解决数字地100和模拟地200相互干扰的问题，本申请实施例提供的电路板还具有制造成本低的优点。

在一些实施方式中，可以镂空孔33隔断第一连接区域31和第二连接区域32。进而，第一连接区域31处的所有数字信号均无法沿直线方向直接传导至第二连接区域32，进而减小对模拟地200造成的干扰。以及，第二连接区域32处的所有模拟信号也均无法沿直线方向直接传导至第一连接区域31，进而减小对数字地100造成的干扰。因此，镂空孔33将第一连接区域31和第二连接区域32隔断时，电路板的数字地100和模拟地200发生的串扰更小。

示例性的，如图2所示，图2为图1所示电路板的第一种主地平面的俯视图，第一连接区域31和第二连接区域32沿第一方向间隔设置，镂空孔33则位于第一连接区域31和第二连接区域32沿第一方向的中间位置。此时，第一连接区域31可以包括两个沿第二方向排列的第一地孔311，第二方向与第一方向相互垂直；第二连接区域32则包括两个沿第二方向排列设置的第二地孔321。两个第一地孔311在镂空孔33处的正投影均位于镂空孔33沿第二方向的中部位置，两个第二地孔321在镂空孔33处的正投影均位于镂空孔33沿第二方向的中部位置处。

具体而言，当主地平面300水平放置时，可以是第一方向为前后方向、第二方向为左右方向，或者是第一方向为前后方向、第二方向为左右方向，本申请实施例对此不做限定。

可选的，如图3所示，图3为图1所示电路板的第二种主地平面的俯视图，第一连接区域31和第二连接区域32之间也可以是仅部分位置间隔有镂空孔33，以使第一连接区域31处的部分数字信号无法从镂空孔33处直接传导至第二连接区域32，进而减小对模拟地200造成的干扰。以及，第二连接区域32处的部分模拟信号也无法从镂空孔33处直接传导至第一连接区域31，进而减小对数字地100造成的干扰。

诸如，第一连接区域31和第二连接区域32沿第一方向间隔设置。此时，第一连接区域31可以包括两个沿第二方向排列的第一地孔311，第二方向与第一方向相互垂直；第二连接区域32则包括两个沿第二方向排列设置的第二地孔321。两个第一地孔311和两个第二地孔321在第二方向上大致齐平。其中一个第一地孔311在镂空孔33处的正投影仅部分位于镂空孔内。

进而，该第一地孔311处的部分数字信号可以沿直线方向传导至对应的第二地孔321处；当然，当该部分数字信号强度较弱时，即使该第一地孔311与对应的第二地孔321之间没有隔断，该部分数字信号也不足以传导至对应的第二地孔321处，以使数字地100对模拟地200造成干扰。

此外，该第二地孔321处的部分模拟信号也可以沿直线方向传导至对应的第一地孔311处；当然，当该部分模拟信号强度较弱时，即使该第二地孔321与对应的第一地孔311之间没有隔断，该部分模拟信号也不足以传导至对应的第一地孔311处，以使模拟地200对数字地100造成干扰。

还可以理解的是，镂空孔33的形状可以是多样的。例如，镂空孔33可以是条形孔；镂空孔33也可以是腰型孔；又或者如图4所示，图4为图1所示电路板的第三种主地平面的俯视图，镂空孔33还可以是弧形孔等，本申请实施例对此不做限定。

主地平面300可以为铜、铝、金等导电材质的。在一些实施方式中，基于铜具有导电性能好、价格成本低等优点，主地平面300可以为铜箔。

如图5所示，图5为图1所示电路板设置芯片后的结构示意图。在一些实施方式中，主地平面300包括形成镂空孔33的第一内壁，第一内壁包括靠近第一连接区域31的第一侧壁34以及靠近第二连接区域32的第二侧壁35。第一侧壁34和第二侧壁35可以具有预设间隙D1，以避免第一侧壁34和第二侧壁35发生耦合，进而导致第一连接区域31处的数字信号辐射至第二连接区域32处造成干扰，或者是第二连接区域32处的模拟信号辐射至第一连接区域31处造成干扰。

示例性的，预设间隙D1大于或等于0.25毫米。

以电路板是运用于开关电源中的为例，开关电源通常包括5V、12V或者24V类型的开关电源，或者是包括开关瞬间电流达到几安培至十几安培类型的开关电源，又或者是包括1MHZ至2MHZ类型的开关电源，对于这些常用的开关电源，若第一侧壁34和第二侧壁35的间距小于0.25毫米时，第一侧壁34和第二侧壁35容易耦合，以使第二连接区域32处的模拟信号以辐射干扰的方式传递至第一连接区域31处，以及第一连接区域31处的数字信号以辐射干扰的方式传递至第二连接区域32处。

在一些实施方式中，预设间隙D1可以小于或者等于0.5毫米，以避免镂空孔33占用主地平面300的过多面积而浪费电路板内部空间，进而影响电路板内部的布线。

示例性的，预设间隙D1可以是0.25毫米、0.35毫米、0.47毫米和0.5毫米等。

当然，第一侧壁34和第二侧壁35之间可以是各处的预设间隙D1均相等，也可以是各处的预设间隙D1各不相同，本申请实施例对此不做限定。诸如，第一侧壁34和第二侧壁35部分位置的预设间隙D1为0.28毫米、部分位置的预设间隙D1为0.43毫米，或者第一侧壁34和第二侧壁35各处的预设间隙D1都是0.37毫米。

以上是对本申请实施例中镂空孔33的一些可选的实施方式的举例说明，下面继续对本申请实施例中电路板的其他可选的结构进行进一步的解释和说明。

在一些实施方式中，电路板还包括间隔层400。数字地100和模拟地200设于间隔层400的同侧端面，主地平面300设于间隔层400背向数字地100的一侧端面。进而，通过间隔层400作为一个主要的载体可以将数字地100、模拟地200和主地平面300进行固定。

间隔层400可以包括基板。基板可以为覆铜板、纸基板、玻纤布基板、合成纤维布基板、无纺布基板、复合基板等，本申请实施例对此不做限定。

可选的，间隔层可以包括信号层、电源层等功能层。不同的功能层之间可以填充有树脂材料以进行绝缘，邻近主地平面300的功能层与主地平面300之间也可以填充有树脂材料以进行绝缘。

可以理解的是，根据实际需求，间隔层400可以仅包括基板，也可以是仅包括信号层、电源层等功能层，还可以是同时包括基板以及信号层、电源层等功能层，本申请实施例对此不做限定。

在一些实施方式中，电路板还包括穿设于间隔层400的第一导体500。第一导体500分别与数字地100以及第一连接区域31电连接，以实现数字地100与主地平面300的电连接。可以理解的是，通过第一导体500直接穿过间隔层400，可以使得数字地100与主地平面300之间的接线更加简洁，以节省电路板内部的空间。

在一些实施方式中，电路板还包括穿设于间隔层400的第二导体600。第二导体600分别与模拟地200以及第二连接区域32电连接，以实现模拟地200与主地平面300的电连接。可以理解的是，通过第二导体600直接穿过间隔层400，可以使得模拟地200与主地平面300之间的接线更加简洁，以节省电路板内部的空间。

在一些实施方式中，数字地100和模拟地200可以相互独立，以避免数字地100和模拟地200直接相连而造成的串扰。

数字地100可以为铜、铝、金等导电材质的。在一些实施方式中，基于铜具有导电性能好、价格成本低等优点，数字地100可以为铜箔。

模拟地200可以为铜、铝、金等导电材质的。在一些实施方式中，基于铜具有导电性能好、价格成本低等优点，模拟地200可以为铜箔。

以上是对本申请实施例所提供的电路板的一些举例说明。

本申请实施例还提供一种开关电源，该开关电源包括上述的电路板。开关电源可以是直流开关电源或者交流开关电源，本申请实施例对此不做限定。该开关电源通过在主地平面300上设置的镂空孔33，可以降低与该主地平面300电连接的数字地100与模拟地200之间的串扰。

示例性的，开关电源的电源地作为其中一种模拟地200，本申请实施例提供的开关电源可以降低电源地和数字地100之间的串扰。当然，模拟地200还可以是开关电源中除了电源地外的任意一种模拟地，本申请实施例对此不做限定。

在一些实施方式中，开关电源还可以包括电源IC(Power Management IC)700，电源IC700分别与数字地100以及模拟地200电连接，电源IC700主要用于调整输出电压电流的稳定。

结合电源地作为模拟地200为例，电源地和数字地100接于电源IC700。电源IC700以几KHz到几MHz的频率对电源进行通断控制，进而对输出电压进行降压或升压。而在控制电源通断的开关打开或关闭的瞬间，电源地中特别是电源地与电源IC700的负极相连部分容易产生一个电压波动，该电压波动形成电源地传导至第二连接区域32的模拟信号，此时镂空孔33可以使得第二连接区域32处的至少部分模拟信号无法沿直线方向直接传导至第一连接区域31，并依次通过第二导体600和数字地传导至电源IC700内部的数字电路模块，最终造成电源IC700的工作异常。因此，本申请实施例提供的开关电源具有稳定性好的优点。

本申请实施例还提供一种电子设备，电子设备包括电子设备主体以及设于电子设备主体内的如上述的开关电源。电子设备可以是工业中的自动化控制设备、电源设备等，电子设备还可以是家电中的冰箱、LED灯具等，电子设备还可以是各类医疗设备等，本申请实施例对此不做限定。该电子设备通过在主地平面300上设置的镂空孔33，可以降低与该主地平面300电连接的数字地100与模拟地200之间的相互串扰。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例所提供的电路板、开关电源和电子设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种电路板，其特征在于，包括：

数字地；

模拟地；和

主地平面，所述主地平面包括与所述数字地电连接的第一连接区域以及与所述模拟地电连接的第二连接区域，所述主地平面还开设有至少部分位于所述第一连接区域和所述第二连接区域之间的镂空孔。

2.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述镂空孔隔断所第一连接区域和所述第二连接区域。

3.根据权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述主地平面包括形成所述镂空孔的第一内壁，所述第一内壁包括靠近所述第一连接区域的第一侧壁以及靠近所述第二连接区域的第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁的间距大于或等于0.25毫米。

4.根据权利要求3所述的电路板，其特征在于，所述第一侧壁和所述第二侧壁的间距小于或等于0.5毫米。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电路板，其特征在于，所述电路板还包括间隔层，所述数字地和所述模拟地设于所述间隔层的同侧端面，所述主地平面设于所述间隔层背向所述数字地的一侧端面。

6.根据权利要求5所述的电路板，其特征在于，所述电路板还包括：

第一导体，穿设于所述间隔层，所述第一导体分别与所述数字地以及所述第一连接区域电连接；和

第二导体，穿设于所述间隔层，所述第二导体分别与所述模拟地以及所述第二连接区域电连接。

7.根据权利要求5所述的电路板，其特征在于，所述数字地和所述模拟地相互独立。

8.一种开关电源，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的电路板。

9.根据权利要求8所述的开关电源，其特征在于，所述开关电源还包括电源IC，所述电源IC分别与所述数字地以及所述模拟地电连接。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

电子设备主体；和

开关电源，如权利要求8至9任一项所述的开关电源，所述开关电源设于所述电子设备主体内。

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