| 動力配電箱許多設(shè)計人員喜歡在多層PCB卜放置良多過孔(VIAS)。可是，必須避免在高頻電流返同路徑上放置過量過。動力配電箱否則，地層上高頻電流走線會遭到破壞。如果必須在高頻電流路徑上放置一些過孔的活，過孔之間可以留出一空間讓高頻電流順利通過，圖12顯示動力配電箱了過孔放置體例。 電源動力配電箱排版根基要點5 過孔放置不該破壞高頻電流在地層上的流經(jīng)。 設(shè)計者同時應(yīng)注意分歧焊盤的形狀會發(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乩動力配電箱的瓷片電容。但如果一個高品質(zhì)瓷片電容在PCB上放置的體例不對，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 許多開關(guān)電源的負載遠離電源的輸出端口。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)板上會同時有模擬電路、數(shù)字電路、開關(guān)電源電路。為了減小開關(guān)電源噪音對敏感的模擬和數(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板層來分隔。如果整個產(chǎn)品只有一層接地層，則必須像圖16中那樣在單層中分隔。無論是在多層PCB上進行地層分隔仍是在單層PCB 上進行地層分隔，分歧電路的地層都應(yīng)該通過單點與開關(guān)電源的接地層相連接。 電源排版根基要點6 動力配電箱系統(tǒng)板上分歧電路需要分歧接地層，分歧電路的接地層通過單點與電源接地層相連接。 2、開關(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電路中元器件。如果設(shè)計者將該電源中所有的元器件當作數(shù)字電路中的元器件來措置，則問題會相當嚴重。通常首先需要知道電源高頻電流的路徑，并區(qū)分小信號控制電路和功率電路元器件及其走線。一般來講，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電源工作是否正常。設(shè)計人員首先要對開關(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顯示一個降壓式開關(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)，上端場效應(yīng)管(S1)和F端場效應(yīng)管(S2)中所流過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來制作功率電路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)生的電磁噪音會對電源自己和周邊電路造成很大于擾； 第三，L動力配電箱的焊盤動力配電箱靠得太近，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，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之問的連接點是一整塊銅片焊盤。由于該連接點上的電壓是高頻，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線。在電源的輸入和輸出端口還各增加了一個瓷片電容器來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)動至場效應(yīng)管的環(huán)路也要盡可能減短。 動力配電箱電源排版根基要點7 控制芯片至上端和下端場效應(yīng)管的驅(qū)動電路環(huán)路要盡可能短。 2.3開關(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低價PWM控制器(Semtech型號SCIIO4A)。PCB下層是一個完整的接地層。此PCB功率地層與控制地層之間沒有分隔。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。因為，在地層上功率電路電流欠亨過控制電路，所以，無需要將控制電路接地層與功率電路接地層進行分隔。如果輸入插座是放置在PCB的左下端，動力配電箱那么在地層上功率電路電流會直接通過控制電路，這時就有需要將兩者分隔。 2．4開關(guān)電源PCB排版例2 圖22是另一種降壓式開關(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3A。此電源上使用了一個集成電源控制器(Semtech型號SC4519)。這種動力配電箱控制器將一個功率管集成在電源控制器芯片中。這樣的電源很是簡單，尤其適合應(yīng)用在便攜式DVD機，ADSL，機頂盒等消費類電子產(chǎn)品。 同前面例子一樣，對這種簡單開關(guān)電源，在PCB排版時也應(yīng)注意以下幾點。 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)，動力配電箱同步插座(SYNC)。 3)在SC4519接地腳的四周加 個過孔將功率電路接地層與控制信號電路接地層單點式的相連接。 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接地層分袂用分歧顏色來暗示。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動力配電箱開關(guān)電源PCB排版例3 *后討論一種多路輸出開關(guān)電源PCB排版要點。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，一集成多路開關(guān)控制器(Serotech型號SC2453)。SC2453提供了4.5V～30V的寬輸入電壓范圍，兩個高達700kHz開關(guān)頻率和高達15A輸出電流，以及低至0.5V輸出電壓的同步降壓轉(zhuǎn)換器。它還提供了一個專用可調(diào)配正壓線性調(diào)度器和一個專用可調(diào)配負壓線性調(diào)度器。TSSOP-28封裝減小了所需線路板面積。兩個異相降壓轉(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面積較小的PCB上，為此必須將電源的功率地層和控制信號地層分離隔來。 |
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