開關(guān)電源pcb排版基本要點-文庫吧資料
2025-06-23 04:14本頁面
【正文】 電源PCB。圖18由于從輸入濾波電容（Cin），上端場效應管（S1）和下端場效應管（S2）中所流過的電流是帶有高頻率和高峰值的交流電流，所以由CinS1S2所形成的環(huán)路面積要盡量減小。 電源功率器件在PCB上正確的放置和走線將決定整個電源工作是否正常。圖17一個典型降壓式開關(guān)電源原理圖（12V輸入，） 〔電源控制電路（細線）、功率電路（粗線）〕 一般來講，電源的功率電路主要包括輸入濾波電容、輸出濾波電容、濾波電感、上下端功率場效應管。如果設計者將該電源中所有的元器件當作數(shù)字電路中的元器件來處理，則問題會相當嚴重。 圖17是一個在消費類電子產(chǎn)品上應用的降壓式開關(guān)電源原理圖。 2 電源排版基本要點6圖16如果整個產(chǎn)品只有一層接地層，則必須像圖16中那樣在單層中分隔。為了減小開關(guān)電源噪音對敏感的模擬和數(shù)字電路的影響，通常需要分隔不同電路的接地層。 地層在系統(tǒng)板上的分隔 （b）較小的電流環(huán)路 圖15 許多開關(guān)電源的負載遠離電源的輸出端口。 （d）最好 圖14旁路電容正確和錯誤的放置方式 （b）一般但如果一個高品質(zhì)瓷片電容在PCB上放置的方式不對，它的高頻濾波功能也就消失了。 旁路電容（Decouple）的放置也要考慮到它的串聯(lián)電感值。圖13 設計者同時應注意不同焊盤的形狀會產(chǎn)生不同的串聯(lián)電感。 過孔放置不應破壞高頻電流在地層上的流經(jīng)。 過孔放置方式 圖12顯示了過孔放置方式。否則，地層上高頻電流走線會遭到破壞。 許多設計人員喜歡在多層PCB上放置很多過孔（VIAS）。 電源排版基本要點4 （b）環(huán)路面積小 圖11同樣的高頻電流,當環(huán)路面積設計得非常小時，如圖11（b）所示，環(huán)路內(nèi)部和外部電磁場互相抵消，整個電路會變得非常安靜。為了減小高頻環(huán)路所產(chǎn)生的電磁波噪音，該環(huán)路的面積應該控制得非常小。 高頻環(huán)路 避免在地層上放置任何功率或信號走線。 地層面上走線造成接地層的破壞 假設圖10中的地層面是開關(guān)電源PCB上的接地層 (Ground Plane)，設計人員應該盡量避免在地層上放置任何功率或信號走線。（b）交流 圖9一旦理解了鏡像面概念，我們很容易看到在圖10中地層面上走線的問題。圖9(b)顯示當高頻電流在同一個地層上方流過時的情景。 圖9(a)是當直流電流在一個接地層上方流過時的情景。圖9是鏡像面的基本概念。 鏡像面 電感的寄生并聯(lián)電容應盡量小，電感引腳焊盤之間的距離越遠越好。 濾波電路PCB走線方式 （a）效果差的走線方式為了降低電感的CP，電感的二個引腳應盡量遠離。 在高頻濾波上如果一個電感的CP值太大，高頻噪音就會很容易地通過CP直接耦合到負載上。 不同線圈結(jié)構(gòu)造成不同等效并聯(lián)電容值 （a）順序繞其中繞組4和5放置在繞組3之間，而繞組1和5非常靠近。這種線圈結(jié)構(gòu)的CP值是1匝線圈等效并聯(lián)電容值（C）的1/5。圖7就顯示了同一電感量的電感在二種不同的線圈結(jié)構(gòu)下不同的CP值。 在開關(guān)電源中電感的CP應該控制得越小越好。 當電感工作頻率接近f0時，電感阻抗就等于它的等效并聯(lián)電阻（REPR）。 當電感工作頻率在f0以上時，電感阻抗隨頻率的上升而減小，即 當一個電感工作頻率在f0以下時,電感阻抗隨頻率的上升而增加，即 諧振頻率（f0）可以從電感自身電感值(L)和它的等效并聯(lián)電容值（CP）得
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