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《盤點在開關(guān)電源設(shè)計中的經(jīng)典問題.doc》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、盤點在開關(guān)電源設(shè)計中的經(jīng)典問題 如何為開關(guān)電源電路選擇合適的元器件和參數(shù)? 很多未使用過開關(guān)電源設(shè)計的工程師會對它產(chǎn)生一定的畏懼心理,比如擔(dān)心開關(guān)電源的干擾問題、PCB盤點在開關(guān)電源設(shè)計中的經(jīng)典問題 如何為開關(guān)電源電路選擇合適的元器件和參數(shù)? 很多未使用過開關(guān)電源設(shè)計的工程師會對它產(chǎn)生一定的畏懼心理,比如擔(dān)心開關(guān)電源的干擾問題、PCB盤點在開關(guān)電源設(shè)計中的經(jīng)典問題 如何為開關(guān)電源電路選擇合適的元器件和參數(shù)? 很多未使用過開關(guān)電源設(shè)計的工程師會對它產(chǎn)生一定的畏懼心理,比如擔(dān)心開關(guān)電源的干擾問題、PCBlayout問題、元器件的參數(shù)和類型選擇問題
2、等。其實只要了解了,使用開關(guān)電源設(shè)計還是非常方便的。 一個開關(guān)電源一般包含有開關(guān)電源控制器和輸出兩部分,有些控制器會將MOSFET集成到芯片中去,這樣使用就更簡單了,也簡化了PCB設(shè)計,但是設(shè)計的靈活性就減少了一些?! ¢_關(guān)控制器基本上就是一個閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng),所以一般都會有一個反饋輸出電壓的采樣電路以及反饋環(huán)的控制電路。因此這部分的設(shè)計在于保證精確的采樣電路,還有來控制反饋深度,因為如果反饋環(huán)響應(yīng)過慢的話,對瞬態(tài)響應(yīng)能力是會有很大影響?! ≥敵霾糠衷O(shè)計包含了輸出電容,輸出電感以及MOSFET等等,這些器件的選擇基本上就是要滿足性能和成本的平衡,比如高的開關(guān)頻率
3、就可以使用小的電感值(意味著小的封裝和便宜的成本),但是高的開關(guān)頻率會增加干擾和對MOSFET的開關(guān)損耗,從而效率降低。低的開關(guān)頻率帶來的結(jié)果則是相反的?! τ谳敵鲭娙莸腅SR和MOSFET的Rds_on參數(shù)選擇也是非常關(guān)鍵的,小的ESR可以減小輸出紋波,但是電容成本會增加,好的電容會貴嘛。開關(guān)電源控制器驅(qū)動能力也要注意,過多的MOSFET是不能被良好驅(qū)動的?! ∫话銇碚f,開關(guān)電源控制器的供應(yīng)商會提供具體的計算公式和使用方案供工程師借鑒的?! ¢_關(guān)電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如何調(diào)試開關(guān)電源電路? 有一些經(jīng)驗可以共享給大家: ?。?)電源電路的輸出通過低阻值大功率電阻
4、接到板內(nèi),這樣在不焊電阻的情況下可以先做到電源電路的先調(diào)試,避開后面電路的影響?! 。?)一般來說開關(guān)控制器是閉環(huán)系統(tǒng),如果輸出惡化的情況超過了閉環(huán)可以控制的范圍,開關(guān)電源就會工作不正常,所以這種情況就需要認真檢查反饋和采樣電路。特別是如果采用了大ESR值的輸出電容,會產(chǎn)生很多的電源紋波,這也會影響開關(guān)電源的工作的。 為什么要接地? 接地技術(shù)的引入最初是為了防止電力或電子等設(shè)備遭雷擊而采取的保護性措施,目的是把雷電產(chǎn)生的雷擊電流通過避雷針引入到大地,從而起到保護建筑物的作用。同時,接地也是保護人身安全的一種有效手段,當(dāng)某種原因引起的相線(如電線絕緣不良,線路
5、老化等)和設(shè)備外殼碰觸時,設(shè)備的外殼就會有危險電壓產(chǎn)生,由此生成的故障電流就會流經(jīng)PE線到大地,從而起到保護作用。隨著電子通信和其它數(shù)字領(lǐng)域的發(fā)展,在接地系統(tǒng)中只考慮防雷和安全已遠遠不能滿足要求了。比如在通信系統(tǒng)中,大量設(shè)備之間信號的互連要求各設(shè)備都要有一個基準‘地’作為信號的參考地。而且隨著電子設(shè)備的復(fù)雜化,信號頻率越來越高,因此,在接地設(shè)計中,信號之間的互擾等電磁兼容問題必須給予特別關(guān)注,否則,接地不當(dāng)就會嚴重影響系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。最近,高速信號的信號回流技術(shù)中也引入了“地”的概念。 接地的定義 在現(xiàn)代接地概念中、對于線路工程師來說,該術(shù)語的含義
6、通常是“線路電壓的參考點”;對于系統(tǒng)設(shè)計師來說,它常常是機柜或機架;對電氣工程師來說,它是綠色安全地線或接到大地的意思。一個比較通用的定義是“接地是電流返回其源的低阻抗通道”。注意要求是“低阻抗”和“通路”。 常見的接地符號 PE、PGND、FG-保護地或機殼;BGND或DC-RETURN-直流-48V(+24V)電源(電池)回流;GND-工作地;DGND-數(shù)字地;AGND-模擬地;LGND-防雷保護地。
合適的接地方式 接地有多種方式,有單點接地,多點接地以及混合類型的接地。而單點接地又分為串聯(lián)單點接地和并聯(lián)單點接地。一般來說,單點接地用于簡單電
7、路,不同功能模塊之間接地區(qū)分,以及低頻(f10MHz)電路時就要采用多點接地了或者多層板(完整的地平面層)?! ⌒盘柣亓骱涂绶指畹慕榻B 對于一個電子信號來說,它需要尋找一條最低阻抗的電流回流到地的途徑,所以如何處理這個信號回流就變得非常的關(guān)鍵。 第一,根據(jù)公式可以知道,輻射強度是和回路面積成正比的,就是說回流需要走的路徑越長,形成的環(huán)越大,它對外輻射的干擾也越大,所以,PCB布板的時候要盡可能減小電源回路和信號回路面積?! 〉诙?,對于一個高速信號來說,提供有好的信號回流可以保證它的信號質(zhì)量,這是因為PCB上傳輸線的特性阻抗一般是以地層(或電源層)為參考來