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[導讀]在成功的電源設計中,電源佈局是其中最重要的一個環節。但是,在如何做到這一點方面,每個人都有自己的觀點和理由。事實是,很多不同的解決方案都是殊途同歸;如果設計不是真的一團糟,多數電源都是可以正常工作的。


在成功的電源設計中,電源佈局是其中最重要的一個環節。但是,在如何做到這一點方面,每個人都有自己的觀點和理由。事實是,很多不同的解決方案都是殊途同歸;如果設計不是真的一團糟,多數電源都是可以正常工作的。


當然,這其中也有一些通用性規則,例如:

  • 不要在快速切換信號中運行敏感信號。換言之,不要在開關節點下運行反饋跟蹤。

  • 確保功率載荷跟蹤和接地層大小足以支持當前的電流。

  • 儘量保持至少一個連續的接地層。

  • 使用足夠的通孔(通常以每個通孔1A開始),將接地層相連。


除了這些基本的佈局規則,筆者通常首先會識別開關回路,然後確定哪些迴路具有高頻開關電流。圖1所示為針對降壓電源(原理圖和佈局)的簡化功率級的一個示例。


圖1 降壓電源原理圖和佈局


降壓電源中存在兩種狀態(假定連續傳導模式):控制開關(Q1)接通時和控制開關斷開時。當控制開關接通時,電流從輸入流至電感器。當控制開關斷開時,電流繼續在電感器流動並流經二極管(D1)。電流連續輸出。


但是存在輸入脈衝電流,這是在佈局中需要關注的部分。在圖1中,此迴路被標記為“高頻迴路”,並以藍色顯示。佈局的首要目標是將Q1、D1和輸入電容與最短、最低電感迴路連接。該回路越小,開關產生的噪聲便越低。如果忽略這一點,電源將不能有效工作。


識別開關回路的規程適用於所有的電源拓撲結構。規程的各個步驟分別是:

  • 在接通狀態確定電流通路。

  • 在斷開狀態確定電流通路。

  • 找到連續電流的位置。

  • 找到斷續電流的位置。

  • 儘量減少斷續電流環路。


下面列出了給定功率級配置的關鍵迴路:

  • 降壓——輸入電容迴路。

  • 升壓——輸出電容迴路。

  • 反相降壓 -升壓——輸入和輸出電容迴路。

  • 反激——輸入和輸出電容迴路。

  • Fly-Buck——輸入電容迴路。

  • SEPIC——輸出電容迴路。

  • Zeta——輸入電容迴路。

  • 正激、半橋、全橋——輸入電容循環。


電源佈局正如一種藝術形式一般,每個人都有自己的方式,而且很多時候也會起效。需要確保的一點是,在確定功率級的零件位置時,首先確定高頻開關回路;這樣便可為自己節約時間、免除煩惱。


END


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