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开关电源布局(转载)

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楼主
lookforjason|  楼主 | 2010-6-24 19:16 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
简介
    当设计高频开关电源时,布局非常重要。良好的布局可以解决这类电源的许多问题。因布局而出现的问题,通常在大电流时显现出来,并且在输入和输出电压之间的压差较大时更加明显。一些主要的问题是在大的输出电流和/或大的输入/输出电压差时调节能力的下降,在输出和开头波形上的额外噪声,以及不稳定性。应用下面的几个简单原则就可以把这类问题最小化。     电感器
    尽量使用低EMI(Electro Magnetic Interference)的带铁氧体闭合磁芯的电感器。比如圆形的或封闭的E型磁芯。如果开口磁芯(open cores)具有较低的EMI特性,并且离低功率导线和元件较远,也可以使用。如果使用开口磁芯,使磁芯的两极与PCB板垂直也是一个好主意。棒状磁芯(stick cores)通常用来消除大部分不需要的噪声。
    反馈
    尽量使反馈回路远离电感器和噪声源。还要尽可能使反馈线为直线,并且要粗一点。有时需要在这两种方案之间折衷一下,但使反馈线远离电感器的EMI和其它噪声源是两者当中更关键的一条。在PCB上使反馈线位于与电感器相对的一侧,并且中间用接地层分开。
    滤波电容器
    当使用小容量瓷质输入滤波电容器时,它应该尽可能靠近IC的VIN引脚。这将消除尽可能多的线路电感影响,给内部IC线路一个更干净的电压源。一些设计需要使用前馈电容器从输出端连接到反馈引脚,通常是为了稳定性的原因。在这种情况下,它的位置也应该尽量靠近IC。使用表贴电容还会减少引线长度,从而减少噪声耦合进因通孔元件而造成的有效天线(effective antenna)。
    补偿
    如果为了稳定性,需要加入外部补偿元件,它们也应该尽量靠近IC。这里也建议使用表贴元件,原因同对滤波电容的讨论。这些元件也不应该离电感器太近。
    走线和接地层
    使所有的电源(大电流)走线尽可能短、直、粗。在一块标准PCB板上,最好使走线的每安绝对最小宽度为15mil(0.381mm)。电感器、输出电容器和输出二极管应该尽可能靠在一起。这样可以帮助减少在大开关电流流过它们时,由电源走线引起的EMI。这也会减少引线电感和电阻,从而减少噪声尖峰、鸣震(ringing)和阻性损耗,这些都会产生电压误差。IC的接地、输入电容器、输出电容器和输出二极管(如果有的话)应该一起直接连接到一个接地面。最好在PCB的两面都设置接地面。这样会减少接地环路误差和吸收更多的由电感器产生的EMI,从而减少了噪声。对于多于两层的多层板,可以用接地面分开电源面(电源走线和元件所在的区域)和信号面(反馈和补偿元件所在的区域)以提高性能。在多层板上,需要使用通孔把走线和不同的面连接起来。如果走线需要从一个面传输一个较大的电流到另一个面,每200mA电流使用一个标准通孔,是一个良好的习惯。
    排列元件,使得开头电流环同方向旋转。根据开头调节器的运行方式,有两种功率状态。一个状态是当开头闭合时,另一个状态是当开头断开时。在每种状态期间,将由当前导通的功率器件产生一个电流环。排列功率器件,以使每种状态期间电流环的导通方向相同。这会防止两个半环之间的走线产生磁场反转,并可减少EMI的放射。
    散热
    当使用表贴功率IC或外部功率开关时,PCB通常可以用作散热器。这就是用PCB上的敷铜面来帮助器件散热。参照特定器件手册中有关使用PCB散热的信息。这通常可以省去外加的散热装置。
    这些规则适用于所有的电感性开关电源,它们包括升压(Buck),降压(Boost),回扫,反转Buck/Boost,以及SEPIC。……


顺带请教大家一个问题 : 开关电源技术 在赵修科书中称为 黑色艺术殿堂 ,  是为何啊?

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沙发
Siderlee| | 2010-6-24 22:31 | 只看该作者
开关电源技术 在赵修科老师书中称为 黑色艺术殿堂 ,  是为何啊?

这个我也想知道

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板凳
Siderlee| | 2010-6-24 22:35 | 只看该作者
赵老师是是磁学方面的专家

这么称呼开关电源估计是因为磁芯大多是黑色的

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地板
itelectron| | 2010-6-25 08:10 | 只看该作者
磁铁也是黑色的 呵呵

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5
omi_liang| | 2010-6-25 08:47 | 只看该作者
学习学习了

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6
jiangyong07| | 2010-6-25 16:27 | 只看该作者

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7
realsmiler| | 2010-7-17 08:14 | 只看该作者
ding

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8
lxfstephen| | 2010-7-17 10:56 | 只看该作者
学习学习~!

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9
板砖横飞| | 2010-7-17 13:48 | 只看该作者
学习了

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10
zoujin| | 2010-7-21 10:19 | 只看该作者
呵呵,保存了,其实PCB布局大多要根据基本的那几条,其它的就根据情况增加了

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11
板砖横飞| | 2010-7-21 16:20 | 只看该作者
保存下

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12
13831541556| | 2010-7-23 21:48 | 只看该作者
来点实际的,不要光说理论啊

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13
ljh1213| | 2010-7-26 09:37 | 只看该作者
学习 学习

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14
nicole_1105| | 2010-7-26 13:37 | 只看该作者
学习了

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15
jilz| | 2010-7-26 19:26 | 只看该作者
学习了!谢谢

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16
jack_icc| | 2010-7-27 17:04 | 只看该作者
學習了,THANK

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17
sebastianding| | 2010-7-29 09:56 | 只看该作者
学习了,有用处,保存

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yixuanyuxiao| | 2011-1-6 16:27 | 只看该作者
mark

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19
snakeemail| | 2011-1-6 21:47 | 只看该作者
反馈
    尽量使反馈回路远离电感器和噪声源。还要尽可能使反馈线为直线,并且要粗一点。有时需要在这两种方案之间折衷一下,但使反馈线远离电感器的EMI和其它噪声源是两者当中更关键的一条。在PCB上使反馈线位于与电感器相对的一侧,并且中间用接地层分开。

反馈要粗?一般即可,避过dv/dt和高压就可以,要那么粗干嘛?又不是....

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20
QQ淡泊| | 2011-1-12 15:55 | 只看该作者
:lol顶!

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