開關電源PCB排版基本要點.pptx

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摘要:開關電電源PCB排版版是開發發電源產產品中的的一個重重要過程程。許多多情況下下,一個個在紙上上設計得得非常完完美的電電源可能能在初次次調試時時無法正正常工作作,原因因是該電電源的PCB排排版存在在著許多多問題..詳細討討論了開開關電源源PCB排版的的基本要要點,并并描述了了一些實實用的PCB排排版例子子。
O引言言為了適應應電子產產品飛快快的更新新換代節節奏,產產品設計計工程師師更傾向向于選擇擇在市場場上很容容易采購購到的AC/DC適配配器,并并把多組組直流電電源直接接安裝在在系統的的線路板板上。由由于開關關電源產產生的電電磁干擾擾會影響響到其電電子產品品的正常常工作,,正確的的電源PCB排排版就變變得非常常重要。。開關電電源PCB排版版與數字字電路PCB排排版完全全不一樣樣。在數數字電路路排版中中,許多多數字芯芯片可以以通過PCB軟軟件來自自動排列列,且芯芯片之間間的連接接線可以以通過PCB軟軟件來自自動連接接。用自自動排版版方式排排出的開開關電源源肯定無無法正常常工作。。所以,,沒計人人員需要要對開關關電源PCB排排版基本本規則和和開關電電源工作作原理有有一定的的了解。。

電容器基基本結構構和高頻頻等效模模型
電容的基基本公式式
減小電容容器極板板之間的的距離(d)和和增加極極板的截截面積(A)將將增加電電容器的的電容量量
電容通常常存在等等效串聯聯電阻(ESR)和等等效串聯聯電感(ESL)二個個寄生參參數
圖2是電電容器在在不同工工作頻率率下的阻阻抗(Zc)
電容器的的諧振頻頻率(fo)
電容器工工作頻率率在fo以下時時,其阻阻抗隨頻頻率的上上升而減減小
當電容器器工作頻頻率在fo以上上時,其其阻抗會會隨頻率率的上升升而增加加
當電容器器工作頻頻率接近近fo時,電電容阻抗抗就等于于它的等等效串聯聯電阻(RESR)
電解電容容器一般般都有很很大的電電容量和和很大的的等效串串聯電感感。由于于它的諧諧振頻率率很低,,所以只只能使用用在低頻頻濾波上上。
鉭電容器器一般都都有較大大電容量量和較小小等效串串聯電感感,因而而它的諧諧振頻率率會高于于電解電電容器,,并能使使用在中中高頻濾濾波上。。
瓷片電容容器電容容量和等等效串聯聯電感一一般都很很小,因因而它的的諧振頻頻率遠高高于電解解電容器器和鉭電電容器,,所以能能使用在在高頻濾濾波和旁旁路電路路上。
由于小電電容量瓷瓷片電容容器的諧諧振頻率率會比大大電容量量瓷片電電容器的的諧振頻頻率要高高,因此此,在選選擇旁路路電容時時不能光光選用電電容值過過高的瓷瓷片電容容器。
為了改善善電容的的高頻特特性,多多個不同同特性的的電容器器可以并并聯起來來使用。。
圖3是多多個不同同特性的的電容器器并聯后后阻抗改改善的效效果。
電源排版版基本要要點1旁路瓷片片電容器器的電容容不能太太大,而而它的寄寄生串聯聯電感應應盡量小小,多個個電容器器并聯能能改善電電容的高高頻阻抗抗特性。。
圖4顯示示了在一一個PCB上輸輸入電源源(Vin)至至負載(RL)的不同同走線方方式。為為了降低低濾波電電容器(C)的的ESL,其引引線長度度應盡量量減短;;而Vin。正正極至RL和Vin負負極至RL的走走線應盡盡量靠近近。
。。高頻交交流電流流所產生生的電磁磁場B(t)將將環繞在在此環路路的外部部和內部部。如果果高頻電電流環路路面積(Ac)很大,,就會在在此環路路的內外外部產生生很大的的電磁干干擾
電感的基基本公式式
減小環路路的面積積(Ac)和增增加環路路周長(lm)可減小小L。
電感通常常存在等等效并聯聯電阻(EPR)和等等效并聯聯電容(Cp)二個寄寄生參數數
圖6是電電感在不不同工作作頻率下下的阻抗抗(ZL)
諧振頻率率(f0)
當一個電電感工作作頻率在在fo以以下時,,電感阻阻抗隨頻頻率的上上升而增增加,即即
當電感工工作頻率率在fo以上時時,電感感阻抗隨隨頻率的的上升而而減小
當電感工工作頻率率接近fo時,電感感阻抗就就等于它它的等效效并聯電電阻(REPR)
在開關電電源中電電感的Cp應該控制制得越小小越好。。同時必必須注意意到,同同一電感感量的電電感會由由于線圈圈結構不不同而產產生不同同的Cp值。
可以看到到,相同同電感量量的兩種種電感的的Cp值值居然相相差達數數倍。在在高頻濾濾波上如如果一個個電感的的Cp值值太大,,高頻噪噪音就會會很容易易地通過過Cp直直接耦合合到負載載上。這這樣的電電感也就就失去了了它的高高頻濾波波功能。。
圖8顯示示了在一一個PCB上Vin通通過L至至負載(RL)的不同同走線方方式。為為了降低低電感的的Cp,電感的的二個引引腳應盡盡量遠離離。而Vin正正極至RL和Vin負負極至RL的走走線應盡盡量靠近近。
電源排版版基本要要點2:電感的的寄生并并聯電容容應盡量量小,電電感引腳腳焊盤之之間的距距離越遠遠越好。。