非隔離式開(kāi)關(guān)電源PCB布局設計技巧
一個(gè)良好的布局設計可優(yōu)化效率，減緩熱應力，并盡量減小走線(xiàn)與元件之間的噪聲與作用。這一切都源于設計人員對電源中電流傳導路徑以及信號流的理解。
當一塊原型電源板首次加電時(shí)，最好的情況是它不僅能工作，而且還安靜、發(fā)熱低。然而，這種情況并不多見(jiàn)。
開(kāi)關(guān)電源的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題是“不穩定”的開(kāi)關(guān)波形。有些時(shí)候，波形抖動(dòng)處于聲波段，磁性元件會(huì )產(chǎn)生出音頻噪聲。如果問(wèn)題出在印刷電路板的布局上，要找出原因可能會(huì )很困難。因此，開(kāi)關(guān)電源設計初期的正確PCB布局就非常關(guān)鍵。
電源設計者要很好地理解技術(shù)細節，以及最終產(chǎn)品的功能需求。因此，從電路板設計項目一開(kāi)始，電源設計者應就關(guān)鍵性電源布局，與PCB布局設計人員展開(kāi)密切合作。
一個(gè)好的布局設計可優(yōu)化電源效率，減緩熱應力；更重要的是，它最大限度地減小了噪聲，以及走線(xiàn)與元件之間的相互作用。為實(shí)現這些目標，設計者必須了解開(kāi)關(guān)電源內部的電流傳導路徑以及信號流。要實(shí)現非隔離開(kāi)關(guān)電源的正確布局設計，務(wù)必牢記以下這些設計要素。
布局規劃
對一塊大電路板上的嵌入dc/dc電源，要獲得最佳的電壓調節、負載瞬態(tài)響應和系統效率，就要使電源輸出靠近負載器件，盡量減少PCB走線(xiàn)上的互連阻抗和傳導壓降。確保有良好的空氣流，限制熱應力；如果能采用強制氣冷措施，則要將電源靠近風(fēng)扇位置。
另外，大型無(wú)源元件(如電感和電解電容)均不得阻擋氣流通過(guò)低矮的表面封裝半導體元件，如功率MOSFET或PWM控制器。為防止開(kāi)關(guān)噪聲干擾到系統中的模擬信號，應盡可能避免在電源下方布放敏感信號線(xiàn)；否則，就需要在電源層和小信號層之間放置一個(gè)內部接地層，用做屏蔽。
關(guān)鍵是要在系統早期設計和規劃階段，就籌劃好電源的位置，以及對電路板空間的需求。有時(shí)設計者會(huì )無(wú)視這種忠告，而把關(guān)注點(diǎn)放在大型系統板上那些更“重要”或“讓人興奮”的電路。電源管理被看作事后工作，隨便把電源放在電路板上的多余空間上，這種做法對高效率而可靠的電源設計十分不利。
對于多層板，很好的方法是在大電流的功率元件層與敏感的小信號走線(xiàn)層之間布放直流地或直流輸入/輸出電壓層。地層或直流電壓層提供了屏蔽小信號走線(xiàn)的交流地，使其免受高噪聲功率走線(xiàn)和功率元件的干擾。
作為一般規則，多層PCB板的接地層或直流電壓層均不應被分隔開(kāi)。如果這種分隔不可避免，就要盡量減少這些層上走線(xiàn)的數量和長(cháng)度，并且走線(xiàn)的布放要與大電流保持相同的方向，使影響最小化。
當一塊原型電源板首次加電時(shí)，最好的情況是它不僅能工作，而且還安靜、發(fā)熱低。然而，這種情況并不多見(jiàn)。
開(kāi)關(guān)電源的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題是“不穩定”的開(kāi)關(guān)波形。有些時(shí)候，波形抖動(dòng)處于聲波段，磁性元件會(huì )產(chǎn)生出音頻噪聲。如果問(wèn)題出在印刷電路板的布局上，要找出原因可能會(huì )很困難。因此，開(kāi)關(guān)電源設計初期的正確PCB布局就非常關(guān)鍵。
電源設計者要很好地理解技術(shù)細節，以及最終產(chǎn)品的功能需求。因此，從電路板設計項目一開(kāi)始，電源設計者應就關(guān)鍵性電源布局，與PCB布局設計人員展開(kāi)密切合作。
一個(gè)好的布局設計可優(yōu)化電源效率，減緩熱應力；更重要的是，它最大限度地減小了噪聲，以及走線(xiàn)與元件之間的相互作用。為實(shí)現這些目標，設計者必須了解開(kāi)關(guān)電源內部的電流傳導路徑以及信號流。要實(shí)現非隔離開(kāi)關(guān)電源的正確布局設計，務(wù)必牢記以下這些設計要素。
布局規劃
對一塊大電路板上的嵌入dc/dc電源，要獲得最佳的電壓調節、負載瞬態(tài)響應和系統效率，就要使電源輸出靠近負載器件，盡量減少PCB走線(xiàn)上的互連阻抗和傳導壓降。確保有良好的空氣流，限制熱應力；如果能采用強制氣冷措施，則要將電源靠近風(fēng)扇位置。
另外，大型無(wú)源元件(如電感和電解電容)均不得阻擋氣流通過(guò)低矮的表面封裝半導體元件，如功率MOSFET或PWM控制器。為防止開(kāi)關(guān)噪聲干擾到系統中的模擬信號，應盡可能避免在電源下方布放敏感信號線(xiàn)；否則，就需要在電源層和小信號層之間放置一個(gè)內部接地層，用做屏蔽。
關(guān)鍵是要在系統早期設計和規劃階段，就籌劃好電源的位置，以及對電路板空間的需求。有時(shí)設計者會(huì )無(wú)視這種忠告，而把關(guān)注點(diǎn)放在大型系統板上那些更“重要”或“讓人興奮”的電路。電源管理被看作事后工作，隨便把電源放在電路板上的多余空間上，這種做法對高效率而可靠的電源設計十分不利。
對于多層板，很好的方法是在大電流的功率元件層與敏感的小信號走線(xiàn)層之間布放直流地或直流輸入/輸出電壓層。地層或直流電壓層提供了屏蔽小信號走線(xiàn)的交流地，使其免受高噪聲功率走線(xiàn)和功率元件的干擾。
作為一般規則，多層PCB板的接地層或直流電壓層均不應被分隔開(kāi)。如果這種分隔不可避免，就要盡量減少這些層上走線(xiàn)的數量和長(cháng)度，并且走線(xiàn)的布放要與大電流保持相同的方向，使影響最小化。
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