大家好,我是百芯,可以叫我老百姓(老百芯)[笑哭]
之后我会在这里和大家分享 DFM可制造性分析、PCB设计、DFM工具,电路设计等相关的知识,请大家多多指教。
今天主要给大家简单介绍一下:PCB 开关电源设计。
开关电源是电子电路中广泛使用的一种电源拓扑结构。无论是复杂的数控机床还是紧凑的电子设备,只要设备连接到某种电源,开关电源电路就是必不可少的。
无论电路的设计和功能是怎么样的,不正确或者有故障的电源单元都有可能导致产品出现严重故障。
这篇文章就来讲讲 PCB 开关电源设计。
一、开关电源电路 4 个组成部分首先,要设计开关电源电路,就需要明确的电路要求和规格,电源有 4个重要部分:
- 1、输入和输出过滤器
- 2、用于驱动器的驱动器电路和相关组件,尤其是控制电路。
- 3、开关电感器或变压器
- 4、输出桥和相关的滤波器
1、输入和输出过滤器
输入和滤波器部分是嘈杂或未调节的电源线连接到电路的地方。
因此,输入滤波电容需要与输入连接器和驱动电路保持均匀的间距,必须始终使用较短的连接长度将输入部分与驱动器电路连接起来。
上图中突出显示的部分表示滤波电容的紧密放置
2、用于驱动器的驱动器电路和相关组件,尤其是控制电路。
驱动器主要由内部 MOSFET 组成,有时也外接开关 MOSFET。开关线总是以非常高的频率打开和关闭,并产生非常嘈杂的电源线。这部分总是需要与所有其他连接分开。
例如,直接连接到变压器的高压直流线路(对于反激式 SMPS)或直接连接到功率电感器的直流线路(基于降压或升压拓扑的开关稳压器)应该分开。
在下图中,突出显示的信号是高压直流线,信号以与其他信号分离的方式路由。
突出显示的信号是高压直流线,信号以与其他信号分离的方式路由
开关模式电源设计中最嘈杂的线路之一是驱动器的漏极引脚,无论是AC 到 DC 反激设计,还是基于降压、升压或降压-升压拓扑的低功率开关电源设计。它总是需要与所有其他连接分开并且需要非常短,因为这种类型的路由通常携带非常高频的信号。将此信号线与其他信号线隔离的最佳方法是通过铣削或尺寸层使用 PCB 切口。
在下图中,显示了与光耦合器保持安全距离的隔离漏极引脚连接,并且 PCB 切口将消除来自其他路由或信号的任何干扰。
与光耦合器保持安全距离的隔离漏极引脚连接
另一个重要的一点是,驱动器电路几乎总是具有非常敏感的反馈或感测线(有时不止一条,例如输入电压感测线、输出感测线),并且驱动器操作完全依赖于感测反馈。任何类型的反馈或感测线的长度都应该更短,以避免噪声耦合。这些类型的线路总是需要与电源、开关或任何其他嘈杂的线路分开。
下图显示了从光耦合器到驱动器的单独反馈线。