本文介紹了實現(xiàn)優(yōu)化電路板布局的基礎(chǔ),即 開關(guān)模式電源設(shè)計的關(guān)鍵方面。良好的布局 確保開關(guān)穩(wěn)壓器的穩(wěn)定運(yùn)行,并最大限度地減少 輻射干擾以及傳導(dǎo)干擾 (EMI)。這是廣泛的 被電子開發(fā)人員所熟知。然而,不為人所知的是 開關(guān)模式電源的優(yōu)化電路板布局應(yīng)該是什么樣子的。
圖 1 顯示了 LT8640S 評估板的電路。這是一個降壓(降壓) 開關(guān)穩(wěn)壓器可承受高達(dá) 42 V 的輸入電壓,設(shè)計自如 輸出電流高達(dá) 6 A。所有組件都放置得非常緊湊。 一般建議在電路板上盡可能緊密地放置組件。雖然這種說法不是假的,但也不是特別 如果目標(biāo)是獲得優(yōu)化的電路板布局,則適用。在圖 1 中,有 開關(guān)穩(wěn)壓器IC周圍有相當(dāng)多的無源元件。 這些無源元件中的哪一個優(yōu)先于其他元件 安置,為什么?
圖1.LT8640S開關(guān)穩(wěn)壓器的電路板具有緊密間隔的組件,因此具有緊湊的電路板布局。
在開關(guān)穩(wěn)壓器PCB設(shè)計中,最重要的規(guī)則是布線走線 承載盡可能短的高開關(guān)電流。如果成功實施此規(guī)則,開關(guān)穩(wěn)壓器的電路板布局的很大一部分 將得到妥善解決
在電路板布局中實施此黃金法則的最簡單方法是什么? 第一步是找出開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)渲械哪男┞窂绞?危急。在這些路徑中,電流隨著開關(guān)轉(zhuǎn)換而變化。 圖2所示為降壓轉(zhuǎn)換器(降壓拓?fù)洌┑牡湫碗娐贰?關(guān)鍵路徑顯示為紅色。它們是連接線,其中 全電流或無電流流動,具體取決于電源開關(guān)的狀態(tài)。 這些路徑應(yīng)盡可能短。對于降壓轉(zhuǎn)換器,輸入 電容器應(yīng)盡可能靠近 V在引腳和接地引腳 開關(guān)穩(wěn)壓器IC。
圖2.降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器和電流快速變化的路徑示意圖以紅色顯示。
圖3顯示了采用升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電路的基本原理圖。這里 低電壓轉(zhuǎn)換為較高電壓。再一次,當(dāng)前路徑在 圖中顯示了電流隨電源開關(guān)的開關(guān)而變化 紅色。有趣的是,輸入電容的位置根本不重要。 最關(guān)鍵的是輸出電容的放置。它必須盡可能接近 盡可能連接到反激二極管(或高邊開關(guān))以及接地 連接低邊開關(guān)。
圖3.升壓型開關(guān)穩(wěn)壓器和電流快速變化的路徑示意圖以紅色顯示。
之后,可以檢查任何其他開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)洌援a(chǎn)生有關(guān)開關(guān)電源開關(guān)時電流如何變化的信息。 經(jīng)典的方法包括打印出電路并繪制電流, 使用三種不同顏色的筆。一種顏色用于指示當(dāng)前 導(dǎo)通時間(即電源開關(guān)傳導(dǎo)電流時)的流動。 第二種顏色顯示關(guān)斷期間的電流,即當(dāng) 電源開關(guān)已關(guān)閉。最后,第三種顏色用于所有路徑 僅以第一種顏色標(biāo)記或僅以第二種顏色標(biāo)記。關(guān)鍵路徑, 其中電流隨著電源開關(guān)的切換而變化,可以 然后被清楚地識別。
缺乏經(jīng)驗的電路設(shè)計人員通常認(rèn)為開關(guān)穩(wěn)壓器的電路板布局是黑魔法。最重要的規(guī)則是設(shè)計跡線, 其中電流隨著開關(guān)轉(zhuǎn)換而變化,盡可能短 并盡可能緊湊。這很容易解釋,遵循邏輯關(guān)系,并且是在開關(guān)模式電源下優(yōu)化電路板布局的基礎(chǔ)。 供應(yīng)設(shè)計。
審核編輯:郭婷
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