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動(dòng)力配電箱

動(dòng)力配電箱//動(dòng)力配電箱

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發(fā)布時(shí)間：2016年06月16日

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動(dòng)力配電箱許多設(shè)計(jì)人員喜歡在多層PCB卜放置良多過(guò)孔(VIAS)。可是，必須避免在高頻電流返同路徑上放置過(guò)量過(guò)。動(dòng)力配電箱否則，地層上高頻電流走線會(huì)遭到破壞。如果必須在高頻電流路徑上放置一些過(guò)孔的活，過(guò)孔之間可以留出一空間讓高頻電流順利通過(guò)，圖12顯示動(dòng)力配電箱了過(guò)孔放置體例。　　　　電源動(dòng)力配電箱排版根基要點(diǎn)5 過(guò)孔放置不該破壞高頻電流在地層上的流經(jīng)。　　設(shè)計(jì)者同時(shí)應(yīng)注意分歧焊盤的形狀會(huì)發(fā)生分歧的串連電感。圖13顯示了兒種焊盤形狀的串連電感值。　　　　旁路電容(Decouple)的放置也要斟酌到它的串連電感值。旁路電容必須是低阻抗和低ESL乩動(dòng)力配電箱的瓷片電容。但如果一個(gè)高品質(zhì)瓷片電容在PCB上放置的體例不對(duì)，它的高頻濾波功能也就消失了。圖14顯示了旁路電容正確和毛病的放置體例。　　　　1．6 電源直流輸出　　許多開(kāi)關(guān)電源的負(fù)載遠(yuǎn)離電源的輸出端口。為了避免輸出走線受電源自身或周邊電子器件所發(fā)生的電磁下擾，輸出電源走線必須像圖l5(b)那樣靠得很近，使輸出電流環(huán)路的面積盡可能減小。　　　　l.7 地層在系統(tǒng)板上的分隔　　新一代電子產(chǎn)品系統(tǒng)板上會(huì)同時(shí)有模擬電路、數(shù)字電路、開(kāi)關(guān)電源電路。為了減小開(kāi)關(guān)電源噪音對(duì)敏感的模擬和數(shù)字電路的影響，通常需要分隔分歧電路的接地層。如果選用多層PCB，分歧電路的接地層可由分歧PCB板層來(lái)分隔。如果整個(gè)產(chǎn)品只有一層接地層，則必須像圖16中那樣在單層中分隔。無(wú)論是在多層PCB上進(jìn)行地層分隔仍是在單層PCB 上進(jìn)行地層分隔，分歧電路的地層都應(yīng)該通過(guò)單點(diǎn)與開(kāi)關(guān)電源的接地層相連接。　　電源排版根基要點(diǎn)6 動(dòng)力配電箱系統(tǒng)板上分歧電路需要分歧接地層，分歧電路的接地層通過(guò)單點(diǎn)與電源接地層相連接。　　　　2、開(kāi)關(guān)電源PCB排版例子　　設(shè)汁人員應(yīng)能在此線路圖上區(qū)分出功率電路中元器件和控制信號(hào)電路中元器件。如果設(shè)計(jì)者將該電源中所有的元器件當(dāng)作數(shù)字電路中的元器件來(lái)措置，則問(wèn)題會(huì)相當(dāng)嚴(yán)重。通常首先需要知道電源高頻電流的路徑，并區(qū)分小信號(hào)控制電路和功率電路元器件及其走線。一般來(lái)講，電源的功率電路主要包含輸入濾波電容、輸出濾波電容、濾波電感、上下端功率場(chǎng)效應(yīng)管。控制電路主要包含PWM控制芯片、旁路電容、自舉電路、反饋分壓電阻、反饋抵償電路。 2.l 電源功率電路PCB排版　　電源功率器件在PCB上正確的放置和走線將決定整個(gè)電源工作是否正常。設(shè)計(jì)人員首先要對(duì)開(kāi)關(guān)電源功率器件上的電壓和電流的波形有一一定的了解。　　　　圖18顯示一個(gè)降壓式開(kāi)關(guān)電源功率電路元器件上的電流和電壓波形。由于從輸入濾波電容(Cin)，上端場(chǎng)效應(yīng)管(S1)和F端場(chǎng)效應(yīng)管(S2)中所流過(guò)的電流是帶有高頻率和高峰值的交換電流，所以由Cin-S1-S2所形成的環(huán)路面積要盡可能減小。同時(shí)由S2，L和輸出濾波電容(Cout)所組成的環(huán)路面積也要盡可能減小。　　　　如果設(shè)汁者未按本文所述的要點(diǎn)來(lái)制作功率電路PCB，很可能制作出19所示的電源PCB，圖19的PCB排版存在許多毛病：　　*一，由于Cin有很大的ESL，Cin的高頻濾波能力根基上消失；　　第二，Cin-S1-S2和S1-LCout環(huán)路的面積太大，所發(fā)生的電磁噪音會(huì)對(duì)電源自己和周邊電路造成很大于擾；　　第三，L動(dòng)力配電箱的焊盤動(dòng)力配電箱靠得太近，造成Cp太大而下降了它的高頻濾波功能；　　第四，Cout焊盤引線太長(zhǎng)，造成FSL太大而失去了高頻濾波線。　　Cin-S1-S2和S2-L-Cout環(huán)路的面積已控制到*小。S1的源極，S2的漏極和L之問(wèn)的連接點(diǎn)是一整塊銅片焊盤。由于該連接點(diǎn)上的電壓是高頻，S1、S2和L需要靠得很是近。雖然L和Cout之間的走線上沒(méi)有高峰值的高頻電流，但比較寬的走線可以下降直流阻抗的損耗使電源的效率取得提高。如果成本上允許，電源可用一面完全是接地層的雙面PCB，但必須注意在地層卜盡可能避免走功率和信號(hào)線。在電源的輸入和輸出端口還各增加了一個(gè)瓷片電容器來(lái)改良電源的高頻濾波性能。　　2.2 電源控制電路PCB排版　　電源控制電路PCB排版也是很是重要的。不公道的排版會(huì)造成電源輸出電壓的漂移和振蕩。控制線路應(yīng)放置在功率電路的邊上，*對(duì)不克不及放在高頻交換環(huán)路的中間。旁路電容要盡可能接近芯片的Vcc和接地腳(GND)。反饋分壓電阻*好也放置在芯片四周。芯片驅(qū)動(dòng)至場(chǎng)效應(yīng)管的環(huán)路也要盡可能減短。　　動(dòng)力配電箱電源排版根基要點(diǎn)7 控制芯片至上端和下端場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電路環(huán)路要盡可能短。　　　　2.3開(kāi)關(guān)電源PCB排版例1 　　圖21是圖17 PCB的元器件面走線圖。此電源中采取了一個(gè)低價(jià)PWM控制器(Semtech型號(hào)SCIIO4A)。PCB下層是一個(gè)完整的接地層。此PCB功率地層與控制地層之間沒(méi)有分隔。可以看到該電源的功率電路由輸入插座(PCB左上端)通過(guò)輸入濾波電容器(C1，C2，)，S1，S2，L1，輸出濾波電容器(C10,C11,C12,C13)，一直到輸出插座(PCB右下端)。SCll04A被放置在PCB的左下端。因?yàn)椋诘貙由瞎β孰娐冯娏髑泛噙^(guò)控制電路，所以，無(wú)需要將控制電路接地層與功率電路接地層進(jìn)行分隔。如果輸入插座是放置在PCB的左下端，動(dòng)力配電箱那么在地層上功率電路電流會(huì)直接通過(guò)控制電路，這時(shí)就有需要將兩者分隔。　　　　2．4開(kāi)關(guān)電源PCB排版例2 　　圖22是另一種降壓式開(kāi)關(guān)電源，該電源能使12V輸入電壓轉(zhuǎn)換成3．3V輸出電壓，輸出電流可達(dá)3A。此電源上使用了一個(gè)集成電源控制器(Semtech型號(hào)SC4519)。這種動(dòng)力配電箱控制器將一個(gè)功率管集成在電源控制器芯片中。這樣的電源很是簡(jiǎn)單，尤其適合應(yīng)用在便攜式DVD機(jī)，ADSL，機(jī)頂盒等消費(fèi)類電子產(chǎn)品。　　同前面例子一樣，對(duì)這種簡(jiǎn)單開(kāi)關(guān)電源，在PCB排版時(shí)也應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。　　1)由輸入濾波電容(C3)，SC4519的接地腳(GND)，和D2所圍成的環(huán)路面積一定要小。這意味著C3及D2必須很是接近SC4519。　　2)可采取分隔的功率電路接地層和控制電路接地層。連接到功率地層的元器件包含輸入插座(VIN)，輸出插座(VOUT)，輸入濾波電容(C3)，輸出濾波電容(C2)，D2，SC4519。連接到控制地層的元器件包含輸出分壓電阻(R1，R2)，反饋抵償電路(R3，C4，C3，)，使能插座(EN)，動(dòng)力配電箱同步插座(SYNC)。　　　　3)在SC4519接地腳的四周加個(gè)過(guò)孔將功率電路接地層與控制信號(hào)電路接地層單點(diǎn)式的相連接。　　圖23是該電源PCB上層排版圖。為了力便讀者理解，功率接地層和控制信號(hào)接地層分袂用分歧顏色來(lái)暗示。在這里輸入插座被放置在PCB的上方，而輸出插座被放置在PCB的下方．濾波電感(L1)被放在PCB左邊并接近功率接地層，而對(duì)噪音較敏感的反饋抵償電路(R3，C4，C5)則被放存PCB右邊并接近控制信號(hào)接地層。D2很是接近SC4519的腳3及腳4。圖24是該電源PCB下層排版圖。輸入濾波電容(C3)被放置在PCB下層并很是接近SC4519和功率接地層。　　　　2.5動(dòng)力配電箱開(kāi)關(guān)電源PCB排版例3 　　*后討論一種多路輸出開(kāi)關(guān)電源PCB排版要點(diǎn)。此電源有3組輸入電壓(12V，5V和3.3V)，4組輸出電壓(3.3v，2.6V，1.8V，1.2V)。該電源使用了，一集成多路開(kāi)關(guān)控制器(Serotech型號(hào)SC2453)。SC2453提供了4.5V～30V的寬輸入電壓范圍，兩個(gè)高達(dá)700kHz開(kāi)關(guān)頻率和高達(dá)15A輸出電流，以及低至0.5V輸出電壓的同步降壓轉(zhuǎn)換器。它還提供了一個(gè)專用可調(diào)配正壓線性調(diào)度器和一個(gè)專用可調(diào)配負(fù)壓線性調(diào)度器。TSSOP-28封裝減小了所需線路板面積。兩個(gè)異相降壓轉(zhuǎn)換器可以減小輸入電流紋波。圖25是這種多路開(kāi)關(guān)電源的原理圖。其中3.3V輸出由5V輸人發(fā)生，l.2V輸出由12V輸入發(fā)生，2.6V和1.8V輸出由3.3V輸入發(fā)生。由于該電源上所有元器件都必須被放置在一個(gè)面積較小的PCB上，為此必須將電源的功率地層和控制信號(hào)地層分離隔來(lái)。

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