PCB设计培训系列——电源设计

所需积分/C币:31 2019-04-15 19:43:22 1.24MB PDF
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该文档内容包括:一、开关电源设计;二、线性稳压电源设计;三、开关电源和线性稳压电源的比较;四、电源完整性介绍。
开关电源设计 开关电源组成 开关电源的主要电路是由输入电磁千扰滤波器(EM)、整流滤波电 路、功率变换电路、PwM控制器电路、输岀整流滤波电路组成。辅助 电路有输入过欠压保护电路、输岀过欠压保护电路、输出过流保护电 路、输出短路保护电路等。开关电源的电路组成方框图如下 防单元E电路 竖流、滤波 竖流、波 轴出 入过压 FFC单元 P置L 保护单元 挖制器H稳压环路取 平下 短路保护 流保护 输出过压保护 开关电源设计 开关电源设计要点 电感的取值:电感的取值越大,对纹波的衰减作用越强,但占用PCB 面积较大,不能灵敏的实现输出电压的反馈,动态效果差。 开关频率:开关频率越高,则电感和电容的值越小,但开关频率越高 电源电路的功耗也越大,也不利于EM的抑制。 功耗 纹波和噪声:纹波指的时电源波动中的5Mhz以下的低频段,噪声指的 时电源波动中5Mhz以上的高频段。为了减少这些纹波和噪声,可采用 增加滤波电容和磁珠。 上电顺序:可以采用缓启动电路,利用电源芯片上的上电速度控制引 脚, 开关电源设计 开关电源PCB设计原则 进行开关电源设计前,第一时间下载芯片 DATASHEET,按照推荐的 布局和布线进行设计。 ANALOG GROUND TRACE +c2 U1 220uF TPS54610PWP CB FREPUENCY SET RESISTOR AGND VSENSE SYNI SLOW START 10k CARACITO SYNC COMPENSATION SSENA NETWORK BAS CAPACITOR SSENA 47H PuRGE VILAS VBIAS PPPP C9 c10 CvO 470pF不470不100pF 0.047 HF PWRGD POWERPAD VIN ARE PWRGD 0.1uF COMP P PH PGND PGND A19 OUTPUT INDUCTOR 0.047uF PGND OUTPUT PGND CAPACITOR AGND PGNDI 5600pF PGND INPUT NPUT PGND POWERPAD CAPACITOR 99k C6 8200pF1.74k 374kg2 R4 TOPSIDE GROUND AREA 10k Figure 10. Application Circuit VIA to round Plane Figure 11. Recommended Land Pattern for 28-Pin PWP Power PAD 开关电源设计 开关电源PCB设计原则 输入\输出的主回路明晰,并留出铺铜和打过孔的位置,注意电容 的放置的大小原则。同时注意是环路尽量笑,尽量单点接地,于 C下方回流至地,避免开关噪声的沿地平面传播。 U1tps54610 VIN VIN C2 RT VIN 7 YNC VINA24 PH PHA13 GND SSENA 25 BLaS PH PHFA PH BOOT5 GND GND GND PWRGD OM PGNF 开关电源设计 开关电源PCB设计原则 开关电源模块的布局要紧凑,尽量一字型布局、尽量少打过孔、 注意关键滤波器件的放置一定要合理。 开关电源模块内部的信号互联线都需要加粗,一般加粗到10mi以 上(但不能比焊盘粗)。 开关电源设计 开关电源PCB设计原则 输入输出主回路载流处理:注意铺铜的通流能力和过孔的数量。如果 电流不是特别大,建议铜皮和PN都使用十字连接,有利于焊接。 反馈路径:远离干扰源和大电流的平面上,一般采用20mi的线连 到输出滤波电容之后 开关电源设计 开关电源PCB设计原则 GATE引脚:尽量粗而短,远离干扰源。 开关电源相关的器件尽量靠近C放置,布线尽量粗而短。 开关电源设计 开关电源PCB设计原则 开关电源芯片及其电感下面不能布其他信号线,同时,电源输入 输出孔间尽量不要走线。 开关电源的散热焊盘一般需要打散热地过孔。同时,PIN上的孔需双 面开窗,利于板的制造。 ●●●

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