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非隔離型降壓轉(zhuǎn)換器的設計案例-實裝PCB板布局與總結

樓斌 ? 來源:樓斌 ? 作者:樓斌 ? 2023-02-17 09:25 ? 次閱讀

本文將介紹該設計案例的PCB板布局示例,并進行整體總結,以結束AC/DC轉(zhuǎn)換器 設計篇 “AC/DC非隔離型降壓轉(zhuǎn)換器的設計案例”。

PCB板布局示例

在其他章節(jié)中也提到過,無論是AC/DC還是DC/DC開關穩(wěn)壓器設計中的PCB板布局都是非常重要的。在此也再次強調(diào)一遍,開關電源模擬電路(近年來還有“數(shù)字電源”),自身會產(chǎn)生噪聲,同時對噪聲也非常敏感。另外,由于開關噪聲會作為EMI對周邊產(chǎn)生影響,因此布局需要盡最大努力不產(chǎn)生噪聲的設計。

下面是該設計案例的PCB板布局設計示例。此次是“非隔離型”電路設計,但基本思路是一致的。開關電源電路的路徑,需要考慮到有大電流ON/OFF的路徑和對噪聲敏感的控制信號路徑兩種。PCB板布線布局時,大電流路徑應盡量避免產(chǎn)生噪聲,控制信號路徑應盡量避免受到噪聲影響。

關于PCB板布局,由于其重要性,在電源IC的技術規(guī)格設計資料中一般會提供PCB板布線布局范例供用戶參考。某些情況下,提供光繪文件等能直接利用的數(shù)據(jù)的業(yè)者也不在少數(shù),請充分利用這些數(shù)據(jù)。但是,不可忘記的是,無論多么嚴格遵守規(guī)格要求來設計,都必須進行實際裝機確認,這是不言而喻的。

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下面是Tech Web中登載的“基礎知識”板塊的PCB板布局相關的內(nèi)容。請一并參考。

●AC/DC PWM方式反激式轉(zhuǎn)換器設計手法:PCB板布局示例
●DC/DC轉(zhuǎn)換器的PCB板布局

“AC/DC非隔離型降壓轉(zhuǎn)換器的設計案例”總結

至此本篇章即將結束。最后匯總一下迄今為止提出的每個項目的關鍵要點。

<AC/DC非隔離型降壓轉(zhuǎn)換器的設計案例>

  1. AC/DC非隔離型降壓轉(zhuǎn)換器的設計案例概要

    關鍵要點

    ?非隔離型AC/DC轉(zhuǎn)換器的設計解說。

    ?被稱為二極管整流或非同步整流方式的降壓轉(zhuǎn)換器的電路示例。

  2. 降壓轉(zhuǎn)換器的基本工作及不連續(xù)模式和連續(xù)模式

    關鍵要點

    ?降壓轉(zhuǎn)換器的工作有連續(xù)模式和不連續(xù)模式兩種。

    ?DC/DC轉(zhuǎn)換一般采用連續(xù)模式,60W左右的AC/DC轉(zhuǎn)換多采用不連續(xù)模式。

  3. 電源IC的選擇和設計案例

    關鍵要點

    ?選擇滿足電源規(guī)格的電源IC是設計的開始。

    ?了解與隔離型的電路區(qū)別。

  4. 主要元器件的選型:輸入電容器C1與VCC用電容器C2

    關鍵要點

    ?要考慮到輸入電容器需要最大輸入電壓×1.41的電壓來選擇耐壓。

    ?注意VCC用電容器除VCC的穩(wěn)定作用之外還具有決定啟動時間的作用。

  5. 主要部件的選型:電感 L1

    關鍵要點

    ?電感的設置要使設備以不連續(xù)模式工作。

    ?電感值根據(jù)VIN的最小值和ton的最大值計算。

    ?電感電流根據(jù)VIN的最大值和最小導通時間計算。

  6. 主要部件的選型:電流檢測電阻 R1

    關鍵要點

    ?求案例電路所需的開關電流限制電阻R1。

    ?R1的計算需要電感 L1計算時的數(shù)值。

  7. 主要部件的選型:輸出電容器 C5

    關鍵要點

    ?輸出電容器根據(jù)紋波電流和電容器的阻抗(滿足設計的目標輸出紋波電壓)進行選型。

    ?鋁電解電容器屬于壽命有限的元器件,紋波電流越大壽命越短

  8. 主要部件的選型:輸出整流二極管 D4

    關鍵要點

    ?通常輸出整流二極管使用高速開關型二極管。本文使用的是快速恢復二極管。

    ?輸出整流二極管基本上是通過確認耐壓和損耗來選型的。

  9. EMI對策

    關鍵要點

    ?作為EMI對策,可以嘗試在輸入端增加濾波器、給開關(D-S間)增加電容器、給輸出整流二極管增加緩沖電路。

    ?針對輸出噪聲,可在輸出端增加LC濾波器。

    ?PCB板布局的影響也很大,因此需要結合起來綜合探討。

  10. 實裝PCB板布局與總結

    關鍵要點

    ?在開關電源的設計中,無論是AC/DC還是DC/DC,PCB板布局都會對性能和噪聲產(chǎn)生重大影響。

本篇章至此結束。

審核編輯:湯梓紅


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