開關電源的布局

• 電路板維修培訓

• 1

    開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）控制IC和MOSFET構成。

　　當設計高頻開關電源時，布局非常重要。良好的布局能夠解決這類電源的很多問題。因為布局而出現的問題，通常在大電流時顯現出來，并且在輸入和輸出電壓之間的壓差較大時更加明顯。一些主要的問題是在大的輸入(輸出)電壓和大的輸出電流差時調節能力的下降，在輸出和開頭波形上的額外噪聲，以及不穩定性。應用下面的幾個簡單原則就可以把這類問題最小化。

反饋

　　盡量使反饋回路遠離電感器和噪聲源。而且盡可能使反饋線為直線，并且要粗一點。有時需要在這兩種方案之間折中一下，但使反饋線遠離電感器的EMI和其它噪聲源是兩者當中比較關鍵的一點。在PCB上使反饋線位于與電感器相對的一側，并且中間用接地層分開。

電感器

　　開關電源盡量使用低EMI（Electro Magnetic Interference）的帶鐵氧體閉合磁芯的電感器。比如封閉的E型或者圓形的磁芯。假如開口磁芯具有較低的EMI特性，并且離低功率導線和元件較遠，也可以使用。如果使用開口磁芯，使磁芯的兩極與PCB板垂直也是一個好方法。棒狀磁芯通常用來消除大部分不需要的噪聲。

補償

　　如果為了穩定性，需要加入外部補償元件，它們應該盡量靠近IC。這里也建議使用表貼元件，原因同對濾波電容的討論。這些元件也不應該離電感器太近。

濾波電容器

　　當使用小容量瓷質輸入濾波電容器時，而且應該盡可能靠近IC的VIN引腳。這將消除盡可能多的線路電感影響，給內部IC線路一個干凈的電壓源。開關電源一些設計需要使用前饋電容器從輸出端連接到反饋引腳，通常是為了穩定性的原因。在這種情況下，它的位置也要盡量靠近IC。使用表貼電容還會減少引線長度，從而減少噪聲耦合進因為通孔元件而造成的有效天線。

走線和接地層

　　使所有的電源走線盡可能直、短、粗。在一塊標準PCB板上，最好使走線的每安絕對最小寬度為15mil（0.381mm）。電感器、輸出二極管和輸出電容器要盡可能靠在一起。這樣能夠幫助減少在大開關電流流過它們時，由開關電源走線引起的EMI。這也會減少引線電感和電阻，從而減少鳴震、噪聲尖峰和阻性損耗，這些都會產生電壓誤差。IC的接地、輸入/輸出電容器和輸出二極管應該一起直接連接到一個接地面，最好在PCB的兩面都設置接地面。這樣會減少接地環路誤差和吸收更多的由電感器產生的EMI，從而減少了噪聲。對于多于兩層的多層板，可以用電源走線和元件所在的區域和反饋和補償元件所在的區域以提高性能。在多層板上，需要使用通孔把走線和不同的面連接起來。假如走線需要從一個面傳輸一個較大的電流到另一個面的話，每200mA電流使用一個標準通孔，是一個良好的習慣。

　　排列元件，使得開頭電流環同方向旋轉。根據開頭調節器的運行方式，有兩種功率狀態。一個狀態是當開頭斷開時；另一個狀態是當開頭閉合時。在每種狀態期間，由當前導通的功率器件產生一個電流環。排列功率器件，以使每種狀態期間電流環的導通方向相同。這會防止兩個半環之間的走線產生磁場反轉，并可減少EMI的放射。

散熱

當使用表貼功率IC或外部功率開關時，PCB通?？梢杂米魃崞?。這就是用PCB上的敷銅面來幫助器件散熱。這通?？梢允∪ラ_關電源外加的散熱裝置。

以上是廣州科譽給大家講述的開關電源的布局。大家有疑問可以登錄我們的電路板維修培訓網http://m.niketracking.com/，或者撥打我們的技術咨詢熱線020-37737885進行電路板維修技術的交流。