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区分一个开关电源设计好坏的关键之一就在于能否实现良好的PCB布局,本文讲解了设计高频开关电源时的几个关键布局技巧,并通过实例进行分析,教大家如何在第一次设计中就实现良好PCB布局。
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教你一次搞定教你一次搞定PCB布局布局
区分一个开关电源设计好坏的关键之一就在于能否实现良好的PCB布局,本文讲解了设计高频开关电源时的几
个关键布局技巧,并通过实例进行分析,教大家如何在第一次设计中就实现良好PCB布局。
目前的交换式稳压器和电源设计更精巧、性能也更强大,但其面临的挑战之一,在于不断加速的开关频率使得PCB设计更加
困难。PCB布局正成为区分一个开关电源设计好坏的分水岭。本文将就如何在第一次就实现良好PCB布局提出建议。
以一个将24V降为3.3V的3A交换式稳压器为例。乍看之下,一个10W稳压器不会太困难,所以设计师通常会忍不住直接进入
建构阶段。
不过,在采用像美国国家半导体的Webench等设计软件后,我们可观察该构想实际上会遭遇哪些问题。输入上述要求
后,Webench会选出该公司‘SimplerSwitcher’系列的LM25576(一款包括3AFET的42V输入组件)。它采用的是带散热垫的
TSSOP-20封装。
Webench选项包括对体积或效率的设计最佳化,这些均为单一选项。即高效率要求低开关频率(降低FET内的开关损耗)。因此
需要大容量的电感和电容,因而需更大PCB空间。
注意:最高效率是84%,且此最高效率是当输入-输出间的压差很低时实现的。此例中,输入/输出比率大于7。一般情况,用
两个级降低级-级比率,但透过两个稳压器得到的效率不会更好。
接着,我们选择最小PCB面积的最高开关频率。高开关频率最可能在布局方面产生问题。随后Webench产生包含所有主动和
被动组件的电路图。
电路设计
参考图中的电流通路:把FET在导通状态下流经的通路标记为红色;把FET在关断状态下的回路标记为绿色。我们观察到两种
不同情况:两种颜色区域和仅一种颜色的区域。我们必须特别关注后一种情况,因为此时电流在零以及满量程电压间交替变
化。这些均为高di/dt区域。
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weixin_38718413
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