1. 引言

 高压电源模块（输出电压500V~3000V，用于工业激光、医疗设备）PCB布局与接地设计直接影响输出纹波——某医疗激光设备厂商曾因电源模块PCB布局混乱，输出纹波达200mV（要求≤50mV），导致激光功率不稳定，产品返修率超25%。高压电源PCB需符合**IEC 60950-1（信息技术设备安全标准）第6.4条款**（布局安全）与**GB/T 14714（电源模块标准）第5.3条款**（纹波要求），布局需缩短高压路径，接地需避免地环流。捷配服务高压电源客户90+家，累计交付50万+片电源模块PCB，输出纹波稳定≤30mV，本文拆解布局原则、接地方案及纹波优化，助力电源企业提升模块性能。

2. 核心技术解析

3. 实操方案

3.1 布局优化四步法（操作要点 + 数据标准 + 工具 / 材料）

1. 核心器件布局：高压开关管（如英飞凌 IPW65R019C7）、整流桥（Vishay VS-100EBU04）、输出电容（村田 10μF/3000V）呈 “三角形布局”，两两间距≤30mm，开关管到输出电容路径≤20mm，用捷配布局仿真工具（JPE-HV-Layout 3.0）验证；
2. 高压路径设计：高压铜箔宽度≥3mm（2oz 铜厚，载流 20A），铜箔拐角做 45° 角（避免电场集中），路径寄生电感用阻抗分析仪（捷配 JPE-Imp-800）测试，需≤10nH；
3. 强弱电隔离：高压区（开关管、整流桥）与低压区（PWM 芯片、采样电阻）间距≥20mm，中间设隔离带（宽度 5mm，无铜箔），爬电距离按电压计算（500V≥10mm，3000V≥35mm）；
4. 散热辅助：开关管下方布置散热过孔（孔径 0.5mm，孔距 1.5mm，数量≥8 个 /cm²），过孔镀铜厚度≥20μm，符合IPC-6012F 第 4.5 条款。

3.2 接地设计与纹波优化（操作要点 + 数据标准 + 工具 / 材料）

1. 分区接地：PGND 覆盖高压功率器件（开关管、整流桥），铜箔面积≥器件面积 3 倍；SGND 覆盖 PWM 芯片（如 TI UCC28950）、采样电路，铜箔厚度≥1oz；FGND 围绕 PCB 边缘，与外壳连接，三者在电源负极单点连接（阻抗≤0.05Ω，用毫欧表 JPE-Mohm-300 测试）；
2. 纹波抑制：在输出端并联 “高频电容（1000pF/3000V）+ 低频电容（10μF/3000V）”，电容靠近输出端子（距离≤10mm）；采样电阻（如 Vishay 100Ω/1W）靠近 SGND 连接点，减少地噪声干扰；
3. 验证测试：按GB/T 14714 第 5.3 条款，测试输出纹波（峰峰值），500V 机型≤50mV，3000V 机型≤100mV，用示波器（捷配 JPE-Osc-800，带宽 1GHz）测试，探头接地环≤5mm。