開關(guān)電源效率怎么優(yōu)化？良好布局很重要
一個(gè)良好的布局設(shè)計(jì)可優(yōu)化效率，減緩熱應(yīng)力并盡量小走線與元件之間噪聲作用。當(dāng)一塊原型電源板首次加時(shí)，最好的情況是不僅能工作而且還安靜、發(fā)熱低。
開關(guān)電源的一個(gè)常見問題是 “不穩(wěn)定 ”的開關(guān)波形。有些時(shí)候，抖動(dòng)處于聲段磁性元件會(huì)產(chǎn)生 出音頻噪聲。如果問題在印刷電路板的布局上，找原因可能很困難，此開關(guān)電源設(shè)計(jì)初期的正確PCB布局就非常關(guān)鍵。
一個(gè)好的布局設(shè)計(jì)可優(yōu)化電源效率，減緩熱應(yīng)力;更重要的是，最大限度地減小了噪聲，以及走線與元件之間的相互作用。為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，設(shè)計(jì)者必須了解開關(guān)電源內(nèi)部的電流傳導(dǎo)路徑以及信號(hào)流。要實(shí)現(xiàn)非隔離開關(guān)電源的正確布局設(shè)計(jì)，務(wù)必牢記以下這些設(shè)計(jì)要素。
布局規(guī)劃
對(duì)一塊大電路板上的嵌入dc/dc電源，要獲得最佳的電壓調(diào)節(jié)、負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)和系統(tǒng)效率，就要使電源輸出靠近負(fù)載器件，盡量減少PCB走線上的互連阻抗和傳導(dǎo)壓降。確保有良好的空氣流，限制熱應(yīng)力;如果能采用強(qiáng)制氣冷措施，則要將電源靠近風(fēng)扇位置。
對(duì)于多層板，很好的方法是在大電流的功率元件層與敏感的小信號(hào)走線層之間布放直流地或直流輸入/輸出電壓層。地層或直流電壓層提供了屏蔽小信號(hào)走線的交流地，使其免受高噪聲功率走線和功率元件的干擾。
功率級(jí)的布局
開關(guān)電源電路可分為功率級(jí)電路和小信號(hào)控制電路兩部分。功率級(jí)電路包含用于傳輸大電流的元件，一般情況下，要首先布放這些元件，然后在布局的一些特定點(diǎn)上布放小信號(hào)控制電路。大電流走線應(yīng)短而寬，盡量減少PCB的電感、電阻和壓降。
控制電路布局
使控制電路遠(yuǎn)離高噪聲的開關(guān)銅箔區(qū)。對(duì)降壓轉(zhuǎn)換器，好的辦法是將控制電路置于靠近VOUT+端，而對(duì)升壓轉(zhuǎn)換器，控制電路則要靠近VIN+端，讓功率走線承載連續(xù)電流。
回路面積與串?dāng)_
兩個(gè)或多個(gè)鄰近導(dǎo)體可以產(chǎn)生容性耦合。一個(gè)導(dǎo)體上的高dv/dt會(huì)通過寄生電容，在另一個(gè)導(dǎo)體上耦合出電流。為減少功率級(jí)對(duì)控制電路的耦合噪聲，高噪聲的開關(guān)走線要遠(yuǎn)離敏感的小信號(hào)走線。
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