DC/DC转换器电路板安装过程中的焊接技巧与导通检查要点

在上一篇《DC/DC 转换器电路设计与开发 — 设计要点》文章中，我们介绍了降压型与升压型 DC/DC 转换器的 PCB 设计要点，分析热回路优化与 GND 设计方法。

在完成了电路板设计后，开始进入电路板安装。电路板安装是实现 DC/DC 转换器设计的关键步骤，本文将阐述安装过程中的焊接技巧与导通检查要点，最后使用示波器对 DC/DC 转换器进行输出电压、纹波噪声及负载电流进行评估。

01安装电路板

下图 (图1) 展示了依据设计完成的电路板正反面。正如设计部分所介绍的，缩短 DC/DC 转换器的热回路布线非常重要，以此能够将外围元件集中在 IC 附近。此外，有意识地在电路板背面采用宽范围的 GND，即电路板的参考电压，以使其稳定 (铜箔部分）。

图1 电路板正面 (左)；电路板背面 (右)

像这样考虑各个元件和 GND 的联系，实施起来非常困难。接下来介绍在实施过程中遇到的一些困难以及注意事项。

02助焊剂 (Flux)

由于本次设计使用通用基板，所有元件均需手工焊接。对于引脚间距细密的 IC (特别是采用 SOP 等封装并通过 DIP 转换板适配的情况），焊接是安装过程中的难点。下图 (图2) 展示了 DIP 转换板上的 IC 焊接状态对比，左为焊接中，右为焊接后的效果：

图2 DIP 转换板上的 IC 焊接状态对比(左：焊接中；右：焊接后)

在焊接的过程中，为了确保引脚间之间的完整焊接，推荐使用助焊剂 (Flux)。助焊剂是一种焊接促进剂，能显著改善焊锡流动性，促进焊锡精准附着于焊盘，减少相邻引脚间短路和虚焊风险。

助焊剂的另一个好处是它很容易用酒精洗掉，助焊剂残留物可使用浸泡在异丙醇中的清洁布 (如 Kimwipes) 轻松去除，最终呈现如图 2 右侧的干净效果。

03导通检查

在安装过程中及完成后，进行系统性的导通检查是防止电路故障的关键步骤。确认方法很简单，如下图 (图3) 所示，只需将导通检查器的两个端子对准测量位置即可。导通时仪器会发出声音，不导通时不会发出声音。

图3 导通检查

导通检查关键点

建议在焊接完关键部分 (如电源输入、IC 及其外围元件) 后立即进行局部导通检查，而非等到所有元件焊接完毕。这有助于快速定位问题点，避免后期排查困难。

对 IC 引脚、DIP 转换板焊点、电源输入/输出端、GND 进行重点检查。需特别留意相邻引脚间是否有短路，以及焊点是否与焊盘可靠连接 (无虚焊)。

完成电路板的设计与安装后，需对其进行系统评估以验证设计目标是否达成。评估环节对于评估转换效率、稳定性、噪声水平及负载能力至关重要。接下来将通过使用示波器进行 DC/DC 转换器关键性能评估。

04评估工具：示波器

在介绍 DC/DC 转换器的评估之前，先简单介绍一下示波器。示波器是一种可以检测电信号时间变化作为波形的装置，是电源评估时的必备物品，如下图 (图4) 所示：

图4 示波器

示波器在电源评估中的主要作用

输出电压的大小测量

输出电压的噪声测量

频率/周期的测量

输出电压上升波形的测量

瞬态响应特性的测量

05确认输出电压

首要需要评估的点是：确认转换器能否稳定输出目标电压值。本次设计安装了 3 种 DC/DC 转换器的反馈电阻，设计了通过开关输出 3 种电压。使用示波器测量输出电压波形如下图 (图5) 所示，结果显示各档位均能精确、稳定地输出目标电压。

图5 输出电压波形

接着开始确认噪声，输出电压的纯净度 (主要表现为纹波与噪声) 是衡量电源质量的关键指标。然而，初始测量时难以清晰观测纹波波形。其原因在于测量设置不当：在测量噪声时也进行了 DC 测量，没有很好地扩大波形。

正确方法是：在进行噪声评估时，需要更细致地观察波形，想要精确测量微小的交流噪声分量，需要将示波器通道设置为交流耦合 (AC Coupling) 模式。通过 AC 设置，可以准确观察波形中心相对于水平的 0V 轴是如何波动的，所以适合噪声评估。实际测量的结果如下图 (图6) 所示：

图6 波纹电压波形 (上)、开关波形 (下)

图片中，上面的波形表示输出电压的波形，下面的波形表示开关波形。在输出电压波形中，可以观察到波纹电压和尖锐的大峰值噪声，这种尖峰噪声主要伴随着开关的打开和关闭而产生。

为了确认尖峰噪声是否真的与开关动作相关，结合开关波形 (图 3 下) 一起观测，对比可见，噪声的确是在开关导通和关断时产生。这次的噪声在后段 IC 的允许范围内，所以没有问题，但为了减少高频的尖峰噪声，可在负载位置添加 LC 滤波器和铁氧体珠等进行抑制。

06确认负载电流

示波器不仅可以确认电压波形，还可以确认电流波形。接下来对驱动电机的转换器进行测试，下图 (图7) 为示波器中输出电压及负载电流的波形显示：

图7 输出电压及负载电流的波形

最初设计预期负载电流为 600mA 左右的负载，但实际测量后发现电流超过 1A。另外，电流波形上升稀疏，这是由于电源的电力供应不足。由此可以发现，示波器不仅可以精确测量输出电压精度、分析纹波噪声特性、验证负载能力，还可用于诊断故障原因。

07总结

本文主要介绍 DC/DC 转换器电路板安装过程中的焊接技巧与导通检查要点，并使用示波器进行输出电压、纹波噪声及负载电流进行评估。

合理使用助焊剂能有效提升手工焊接质量，尤其适用于精细封装的 IC。系统性的导通检查对于保障电路连接正确、避免短路或开路故障、防止器件损坏具有重要作用。

另外，使用示波器可精确测量输出电压精度、分析纹波噪声特性、验证负载能力及诊断故障原因。通过评估，可确保电路设计满足性能要求并为优化提供依据。