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開關電源的布局原則

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年12月29日  

開關電源是利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制(PWM)控制IC和MOSFET構成。


當設計高頻開關電源時,布局非常重要。良好的布局可以解決這類電源的許多問題。因布局而出現的問題,通常在大電流時顯現出來,并且在輸入和輸出電壓之間的壓差較大時更加明顯。一些主要的問題是在大的輸出電流和/或大的輸入/輸出電壓差時調節能力的下降,在輸出和開頭波形上的額外噪聲,以及不穩定性。應用下面的幾個簡單原則就可以把這類問題最小化。


電感器


開關電源盡量使用低EMI(ElectroMagneticInterference)的帶鐵氧體閉合磁芯的電感器。比如圓形的或封閉的E型磁芯。如果開口磁芯(opencores)具有較低的EMI特性,并且離低功率導線和元件較遠,也可以使用。如果使用開口磁芯,使磁芯的兩極與PCB板垂直也是一個好主意。棒狀磁芯(stickcores)通常用來消除大部分不需要的噪聲。


反饋


盡量使反饋回路遠離電感器和噪聲源。還要盡可能使反饋線為直線,并且要粗一點。有時需要在這兩種方案之間折衷一下,但使反饋線遠離電感器的EMI和其它噪聲源是兩者當中更關鍵的一條。在PCB上使反饋線位于與電感器相對的一側,并且中間用接地層分開。


濾波電容器


當使用小容量瓷質輸入濾波電容器時,它應該盡可能靠近IC的VIN引腳。這將消除盡可能多的線路電感影響,給內部IC線路一個更干凈的電壓源。開關電源一些設計需要使用前饋電容器從輸出端連接到反饋引腳,通常是為了穩定性的原因。在這種情況下,它的位置也應該盡量靠近IC。使用表貼電容還會減少引線長度,從而減少噪聲耦合進因通孔元件而造成的有效天線(effectiveantenna)。


補償


如果為了穩定性,需要加入外部補償元件,它們也應該盡量靠近IC。這里也建議使用表貼元件,原因同對濾波電容的討論。這些元件也不應該離電感器太近。


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