鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2020年05月18日
開關電源的布局技巧
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。一些重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
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。假如開口磁芯(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。假如使用開口磁芯,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。有時要在這兩種方法之間折衷一下,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*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。一些設計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*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
假如為了穩定性,要加入外部補償元件,它們也應該盡量*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。
走線和接地層
使所有的電源(大電流)走線盡可能短、直、粗。在一塊標準pCB板上,最好使走線的每安絕對最小寬度為15mil(0.381mm)。電感器、輸出電容器和輸出二極管應該盡可能*在一起。這樣可以幫助減少在大開關電流流過它們時,由電源走線引起的EMI。這也會減少引線電感和電阻,從而減少噪聲尖峰、鳴震(ringing)和阻性損耗,這些都會出現電壓誤差。IC的接地、輸入電容器、輸出電容器和輸出二極管(假如有的話)應該一起直接連接到一個接地面。最好在pCB的兩面都設置接地面。這樣會減少接地環路誤差和吸收更多的由電感器出現的EMI,從而減少了噪聲。關于多于兩層的多層板,可以用接地面分開電源面(電源走線和元件所在的區域)和信號面(反饋和補償元件所在的區域)以提高性能。在多層板上,要使用通孔把走線和不同的面連接起來。假如走線要從一個面傳輸一個較大的電流到另一個面,每200mA電流使用一個標準通孔,是一個良好的習慣。
排列元件,使得開頭電流環同方向旋轉。根據開頭調節器的運行方式,有兩種功率狀態。一個狀態是當開頭閉合時,另一個狀態是當開頭斷開時。在每種狀態期間,將由當前導通的功率器件出現一個電流環。排列功率器件,以使每種狀態期間電流環的導通方向相同。這會防止兩個半環之間的走線出現磁場反轉,并可減少EMI的放射。
散熱
當使用表貼功率IC或外部功率開關時,pCB通常可以用作散熱器。這就是用pCB上的敷銅面來幫助器件散熱。參照特定器件手冊中有關使用pCB散熱的信息。這通常可以省去外加的散熱裝置。
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