开关电源PCB排版基本要点.pptx

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摘要:开关电电源PCB排版版是开发发电源产产品中的的一个重重要过程程。许多多情况下下,一个个在纸上上设计得得非常完完美的电电源可能能在初次次调试时时无法正正常工作作,原因因是该电电源的PCB排排版存在在着许多多问题..详细讨讨论了开开关电源源PCB排版的的基本要要点,并并描述了了一些实实用的PCB排排版例子子。
O引言言为了适应应电子产产品飞快快的更新新换代节节奏,产产品设计计工程师师更倾向向于选择择在市场场上很容容易采购购到的AC/DC适配配器,并并把多组组直流电电源直接接安装在在系统的的线路板板上。由由于开关关电源产产生的电电磁干扰扰会影响响到其电电子产品品的正常常工作,,正确的的电源PCB排排版就变变得非常常重要。。开关电电源PCB排版版与数字字电路PCB排排版完全全不一样样。在数数字电路路排版中中,许多多数字芯芯片可以以通过PCB软软件来自自动排列列,且芯芯片之间间的连接接线可以以通过PCB软软件来自自动连接接。用自自动排版版方式排排出的开开关电源源肯定无无法正常常工作。。所以,,没计人人员需要要对开关关电源PCB排排版基本本规则和和开关电电源工作作原理有有一定的的了解。。

电容器基基本结构构和高频频等效模模型
电容的基基本公式式
减小电容容器极板板之间的的距离(d)和和增加极极板的截截面积(A)将将增加电电容器的的电容量量
电容通常常存在等等效串联联电阻(ESR)和等等效串联联电感(ESL)二个个寄生参参数
图2是电电容器在在不同工工作频率率下的阻阻抗(Zc)
电容器的的谐振频频率(fo)
电容器工工作频率率在fo以下时时,其阻阻抗随频频率的上上升而减减小
当电容器器工作频频率在fo以上上时,其其阻抗会会随频率率的上升升而增加加
当电容器器工作频频率接近近fo时,电电容阻抗抗就等于于它的等等效串联联电阻(RESR)
电解电容容器一般般都有很很大的电电容量和和很大的的等效串串联电感感。由于于它的谐谐振频率率很低,,所以只只能使用用在低频频滤波上上。
钽电容器器一般都都有较大大电容量量和较小小等效串串联电感感,因而而它的谐谐振频率率会高于于电解电电容器,,并能使使用在中中高频滤滤波上。。
瓷片电容容器电容容量和等等效串联联电感一一般都很很小,因因而它的的谐振频频率远高高于电解解电容器器和钽电电容器,,所以能能使用在在高频滤滤波和旁旁路电路路上。
由于小电电容量瓷瓷片电容容器的谐谐振频率率会比大大电容量量瓷片电电容器的的谐振频频率要高高,因此此,在选选择旁路路电容时时不能光光选用电电容值过过高的瓷瓷片电容容器。
为了改善善电容的的高频特特性,多多个不同同特性的的电容器器可以并并联起来来使用。。
图3是多多个不同同特性的的电容器器并联后后阻抗改改善的效效果。
电源排版版基本要要点1旁路瓷片片电容器器的电容容不能太太大,而而它的寄寄生串联联电感应应尽量小小,多个个电容器器并联能能改善电电容的高高频阻抗抗特性。。
图4显示示了在一一个PCB上输输入电源源(Vin)至至负载(RL)的不同同走线方方式。为为了降低低滤波电电容器(C)的的ESL,其引引线长度度应尽量量减短;;而Vin。正正极至RL和Vin负负极至RL的走走线应尽尽量靠近近。
。。高频交交流电流流所产生生的电磁磁场B(t)将将环绕在在此环路路的外部部和内部部。如果果高频电电流环路路面积(Ac)很大,,就会在在此环路路的内外外部产生生很大的的电磁干干扰
电感的基基本公式式
减小环路路的面积积(Ac)和增增加环路路周长(lm)可减小小L。
电感通常常存在等等效并联联电阻(EPR)和等等效并联联电容(Cp)二个寄寄生参数数
图6是电电感在不不同工作作频率下下的阻抗抗(ZL)
谐振频率率(f0)
当一个电电感工作作频率在在fo以以下时,,电感阻阻抗随频频率的上上升而增增加,即即
当电感工工作频率率在fo以上时时,电感感阻抗随随频率的的上升而而减小
当电感工工作频率率接近fo时,电感感阻抗就就等于它它的等效效并联电电阻(REPR)
在开关电电源中电电感的Cp应该控制制得越小小越好。。同时必必须注意意到,同同一电感感量的电电感会由由于线圈圈结构不不同而产产生不同同的Cp值。
可以看到到,相同同电感量量的两种种电感的的Cp值值居然相相差达数数倍。在在高频滤滤波上如如果一个个电感的的Cp值值太大,,高频噪噪音就会会很容易易地通过过Cp直直接耦合合到负载载上。这这样的电电感也就就失去了了它的高高频滤波波功能。。
图8显示示了在一一个PCB上Vin通通过L至至负载(RL)的不同同走线方方式。为为了降低低电感的的Cp,电感的的二个引引脚应尽尽量远离离。而Vin正正极至RL和Vin负负极至RL的走走线应尽尽量靠近近。
电源排版版基本要要点2:电感的的寄生并并联电容容应尽量量小,电电感引脚脚焊盘之之间的距距离越远远越好。。