你有沒有想過在pcb內部如何傳遞能量來給我們的電器供電?在一塊PCB板上有太多的微小元件,設計如此復雜的電源來給每一個元件供電,需要極大的技巧、時間和精力。而且,隨著電路設計密度和復雜度的增加,設計的復雜性也越來越大。只有完美的電源設計才能克服這一挑戰。但是,為了一個完美的設計,所有可能的問題都需要處理。一些需要解決的問題包括電磁干擾、元件選擇、減小電流回路以及處理大電流的跟蹤設計。此外,電壓、電流和熱損失等許多重要參數也需要考慮。讓我們來看看PCB電源設計的五個最重要的考慮因素。
PCB電源設計中最重要的5個考慮事項
考慮因素1–選擇正確的調節器
您需要從兩種類型的電源調節器中選擇-線性和開關模式。線性調節器可以提供低噪音輸出,但散熱高,這需要冷卻系統。它們需要的輸入電壓高于所需的輸出電壓,而高散熱也會降低效率。另一方面,開關模式調節器在大電流范圍內是高效的,因為它們通過在電感器中暫時存儲能量,然后在不同的開關時間以不同的電壓釋放能量,從而將一個電壓轉換成另一個電壓。這種開關噪聲會引起響應峰值。
考慮2–熱管理
當電流通過時,會放出熱量,但這種熱量取決于元件的功率水平、阻抗和特性。選擇好的調節器可以減少這種散熱。除此之外,還必須確保電子電路在較低溫度下工作,以提高效率,這可以通過使用適當的冷卻方法來實現。這些可能包括散熱器、風扇、熱電冷卻器和熱通孔。散熱片最好與線性調節器一起使用;熱通孔可用于高功率額定組件附近;或者風扇納入設計中,以確保強制冷卻。
考慮3–選擇正確的電容器
電容器用于在設備的電流需求中提供短峰值。解耦可以降低電源和接地之間的阻抗。因此,去耦電容器充當二次電源,提供電路所需的電流。旁路電容器是另一種選擇,它可以繞過噪聲并減少電源母線的波動。
考慮4–電源完整性
電源設計的電源完整性應得到保證,這是向電路輸送的電能質量。電源完整性是衡量電源在系統內傳輸到負載的有效性,確保電路和設備獲得適當的電源,從而實現電路的預期性能。為了實現這樣的電源完整性,需要借助模擬工具來管理電源噪聲,這些工具可以估計電壓降,識別電路中高電流,并建議放置去耦電容器。
考慮因素5–頻率響應
當電源從空載變為滿載時,電壓輸出在恢復正常電壓前會短暫下降。在電壓恢復正常之前,輸出也可能振蕩一段時間。如果這些振蕩超出限制,那么調整輸出電容器和補償電容器就變得非常重要。當電源從滿載變為空載時,也可能發生這些振蕩。為了更好地對此作出響應,必須確保選定的零部件在設計約束范圍內。但是,交流和直流電路應該分開考慮。
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審核編輯:湯梓紅
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