創(chuàng)建一個(gè)開(kāi)關(guān)控制電源PCB版圖紙經(jīng)驗(yàn)談

考慮到了一個(gè)將24V降為3.3V的3A開(kāi)關(guān)控制電源穩(wěn)壓器。24V開(kāi)關(guān)電源是高頻逆變開(kāi)關(guān)電源中的一個(gè)種類(lèi)。什么是24V開(kāi)關(guān)電源 24V開(kāi)關(guān)電源就是用通過(guò)電路控制開(kāi)關(guān)管進(jìn)行高速的導(dǎo)通與截止.將交流電提供給變壓器進(jìn)行變壓轉(zhuǎn)化為高頻率的交流電。開(kāi)關(guān)電源廠家利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制控制IC和MOSFET構(gòu)成。12V開(kāi)關(guān)電源主要檢查300V上的大濾波 電容 、整流橋各 二極管 及開(kāi)關(guān)管等部位，抗干擾電路出問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致保險(xiǎn)燒、發(fā)黑。需要注意的是：因開(kāi)關(guān)管擊穿導(dǎo)致保險(xiǎn)燒一般會(huì)把電流檢測(cè) 電阻 和電源控制芯片燒壞。負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻也很容易和保險(xiǎn)一起被燒壞。設(shè)計(jì)可以這樣對(duì)于一個(gè)10W穩(wěn)壓器初看起來(lái)不會(huì)太困難，設(shè)計(jì)工作人員以及可能發(fā)展很快學(xué)生就可以開(kāi)始進(jìn)入企業(yè)實(shí)現(xiàn)教育階段。不過(guò)，讓我們看看在采用Webench等設(shè)計(jì)分析軟件后，實(shí)際會(huì)遇到自己哪些方面問(wèn)題。如果需要我們通過(guò)輸入進(jìn)行上述技術(shù)要求，Webench會(huì)從若干IC中選出“Simpler Switcher”系列中的LM25576(一款主要包括3A FET的42V輸入器件)。該芯片研究采用帶散熱墊的TSSOP-20封裝。

網(wǎng)頁(yè)菜單包括體積或效率的設(shè)計(jì)優(yōu)化。 設(shè)計(jì)需要大容量電感和電容，從而占用大的PCB空間。 Webench提供的選擇如表1所示。

值得注意的是，最大效率為84% ，這一最大效率是在輸入和輸出之間的壓差很小時(shí)達(dá)到的。 在這個(gè)例子中，輸入 / 輸出比大于7。 一般來(lái)說(shuō)，可以采用兩級(jí)電路來(lái)降低級(jí)間比率，但兩級(jí)調(diào)節(jié)器的效率并不高。

圖1：通過(guò)效率兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)不是更好

接著，我們選PCB面積達(dá)到最小的最高開(kāi)關(guān)使用頻率。高開(kāi)關(guān)頻率最可能在中國(guó)版圖設(shè)計(jì)方面發(fā)展產(chǎn)生一些問(wèn)題。Webench可以通過(guò)生成帶全部有源和無(wú)源器件的電路圖。

通過(guò)兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓器效率實(shí)現(xiàn)不是更好

圖2：簡(jiǎn)化的開(kāi)關(guān)控制電源系統(tǒng)電路圖

圖2所示的簡(jiǎn)化電路圖對(duì)理解基本情況非常有幫助。 查看當(dāng)前路徑：將傳導(dǎo)狀態(tài)下的FET環(huán)標(biāo)記為紅色；將FET環(huán)標(biāo)記為綠色。 我們可以觀察到兩種不同的情況：兩種顏色的區(qū)域和只有一種顏色的區(qū)域。 我們必須特別注意后一種情況，即電流在零和滿范圍之間交替變化。 這些地區(qū)的di/dt較高。

交流高di / dt周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生PCB跡線顯著磁場(chǎng)，該字段將是主要的干擾源到電路或在相同或相鄰的PCB上，即使其他設(shè)備內(nèi)的其它電路。假定這不是交變電流，那么電流路徑不是太重要的公眾影響力的di / dt也小得多。在另一方面，隨著時(shí)間的推移，這些區(qū)域?qū)⒊休d更大的負(fù)荷。另外，在本實(shí)施例中，從二極管陰極和從所述二極管的陽(yáng)極的輸出被輸出到公共信道。當(dāng)輸出電容的充放電，所述電容器將產(chǎn)生一個(gè)高的di / dt。所有的線段連接的輸出電容器必須滿足兩個(gè)條件：由于電流大，因此，它們要寬;影響的di / dt被最小化，這又必須是盡可能地短。

PCB布局元素

　　實(shí)際上，設(shè)計(jì)工作人員管理不應(yīng)通過(guò)采用把導(dǎo)線從Vout和地引至電容的方法可以實(shí)現(xiàn)自己所謂的傳統(tǒng)文化版圖。這些導(dǎo)線將承載能力很大的交變電流，因此將輸出和地直接連至電容端子是個(gè)更好的方法。這樣一個(gè)交替發(fā)展變化的電流僅表現(xiàn)在兩個(gè)電容上。