电源设计重要环节之布局

A-Lin · 发表于 2019-1-1 22:30

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电源设计重要环节之布局

在成功的电源设计中，电源布局是其中最重要的一个环节。但是，在如何做到这一点方面，每个人都有自己的观点和理由。事实是，很多不同的解决方案都是殊途同归；如果设计不是真的一团糟，多数电源都是可以正常工作的。

当然，这其中也有一些通用性规则，例如：
不要在快速切换信号中运行敏感信号。换言之，不要在开关节点下运行反馈跟踪。

确保功率载荷跟踪和接地层大小足以支持当前的电流。

尽量保持至少一个连续的接地层。

使用足够的通孔（通常以每个通孔1A开始），将接地层相连。

除了这些基本的布局规则，我通常首先会识别开关回路，然后确定哪些回路具有高频开关电流。图1所示为针对降压电源（原理图和布局）的简化功率级的一个示例。

图1：降压电源原理图和布局

降压电源中存在两种状态（假定连续传导模式）：控制开关（Q1）接通时和控制开关断开时。当控制开关接通时，电流从输入流至电感器。当控制开关断开时，电流继续在电感器流动并流经二极管（D1）。电流连续输出。

但是存在输入脉冲电流，这是您在布局中需要关注的部分。在图1中，此回路被标记为“高频回路”，并以蓝色显示。您布局的首要目标是将Q1、D1和输入电容与最短、最低电感回路连接。该回路越小，开关产生的噪声便越低。如果忽略这一点，电源将不能有效工作。

识别开关回路的规程适用于所有的电源拓扑结构。规程的各个步骤分别是：

在接通状态确定电流通路。

在断开状态确定电流通路。

找到连续电流的位置。

找到断续电流的位置。

尽量减少断续电流环路。

此列表中列出了给定功率级配置的关键回路：

降压——输入电容回路。

升压——输出电容回路。

反相降压 - 升压——输入和输出电容回路。

反激——输入和输出电容回路。

Fly-Buck™——输入电容回路。

SEPIC——输出电容回路。

Zeta——输入电容回路。

正激、半桥、全桥——输入电容循环。

电源布局正如一种艺术形式一般，每个人都有自己的方式，而且很多时候也会起效。需要确保的一点是，在您确定功率级的零件位置时，首先确定高频开关回路；这样您便可为自己节约时间、免除烦恼。