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厦门日华机电成套有限公司 
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| 动力配电箱 |
| 动力配电箱许多设计人员喜欢在多层PCB卜放置良多过孔(VIAS)。可是，必须避免在高频电流返同路径上放置过量过。动力配电箱否则，地层上高频电流走线会遭到破坏。如果必须在高频电流路径上放置一些过孔的活，过孔之间可以留出一空间让高频电流顺利通过，图12显示动力配电箱了过孔放置体例。 电源动力配电箱排版根基要点5 过孔放置不该破坏高频电流在地层上的流经。 设计者同时应注意分歧焊盘的形状会发生分歧的串连电感。图13显示了儿种焊盘形状的串连电感值。 旁路电容(Decouple)的放置也要斟酌到它的串连电感值。旁路电容必须是低阻抗和低ESL乩动力配电箱的瓷片电容。但如果一个高品质瓷片电容在PCB上放置的体例不对，它的高频滤波功能也就消失了。图14显示了旁路电容正确和毛病的放置体例。 1．6 电源直流输出 许多开关电源的负载远离电源的输出端口。为了避免输出走线受电源自身或周边电子器件所发生的电磁下扰，输出电源走线必须像图l5(b)那样靠得很近，使输出电流环路的面积尽可能减小。 l.7 地层在系统板上的分隔 新一代电子产品系统板上会同时有模拟电路、数字电路、开关电源电路。为了减小开关电源噪音对敏感的模拟和数字电路的影响，通常需要分隔分歧电路的接地层。如果选用多层PCB，分歧电路的接地层可由分歧PCB板层来分隔。如果整个产品只有一层接地层，则必须像图16中那样在单层中分隔。无论是在多层PCB上进行地层分隔仍是在单层PCB 上进行地层分隔，分歧电路的地层都应该通过单点与开关电源的接地层相连接。 电源排版根基要点6 动力配电箱系统板上分歧电路需要分歧接地层，分歧电路的接地层通过单点与电源接地层相连接。 2、开关电源PCB排版例子 设汁人员应能在此线路图上区分出功率电路中元器件和控制信号电路中元器件。如果设计者将该电源中所有的元器件当作数字电路中的元器件来措置，则问题会相当严重。通常首先需要知道电源高频电流的路径，并区分小信号控制电路和功率电路元器件及其走线。一般来讲，电源的功率电路主要包含输入滤波电容、输出滤波电容、滤波电感、上下端功率场效应管。控制电路主要包含PWM控制芯片、旁路电容、自举电路、反馈分压电阻、反馈抵偿电路。 2.l 电源功率电路PCB排版 电源功率器件在PCB上正确的放置和走线将决定整个电源工作是否正常。设计人员首先要对开关电源功率器件上的电压和电流的波形有一一定的了解。 图18显示一个降压式开关电源功率电路元器件上的电流和电压波形。由于从输入滤波电容(Cin)，上端场效应管(S1)和F端场效应管(S2)中所流过的电流是带有高频率和高峰值的交换电流，所以由Cin-S1-S2所形成的环路面积要尽可能减小。同时由S2，L和输出滤波电容(Cout)所组成的环路面积也要尽可能减小。 如果设汁者未按本文所述的要点来制作功率电路PCB，很可能制作出19所示的电源PCB，图19的PCB排版存在许多毛病： *一，由于Cin有很大的ESL，Cin的高频滤波能力根基上消失； 第二，Cin-S1-S2和S1-LCout环路的面积太大，所发生的电磁噪音会对电源自己和周边电路造成很大于扰； 第三，L动力配电箱的焊盘动力配电箱靠得太近，造成Cp太大而下降了它的高频滤波功能； 第四，Cout焊盘引线太长，造成FSL太大而失去了高频滤波线。 Cin-S1-S2和S2-L-Cout环路的面积已控制到*小。S1的源极，S2的漏极和L之问的连接点是一整块铜片焊盘。由于该连接点上的电压是高频，S1、S2和L需要靠得很是近。虽然L和Cout之间的走线上没有高峰值的高频电流，但比较宽的走线可以下降直流阻抗的损耗使电源的效率取得提高。如果成本上允许，电源可用一面完全是接地层的双面PCB，但必须注意在地层卜尽可能避免走功率和信号线。在电源的输入和输出端口还各增加了一个瓷片电容器来改良电源的高频滤波性能。 2.2 电源控制电路PCB排版 电源控制电路PCB排版也是很是重要的。不公道的排版会造成电源输出电压的漂移和振荡。控制线路应放置在功率电路的边上，*对不克不及放在高频交换环路的中间。旁路电容要尽可能接近芯片的Vcc和接地脚(GND)。反馈分压电阻*好也放置在芯片四周。芯片驱动至场效应管的环路也要尽可能减短。 动力配电箱电源排版根基要点7 控制芯片至上端和下端场效应管的驱动电路环路要尽可能短。 2.3开关电源PCB排版例1 图21是图17 PCB的元器件面走线图。此电源中采取了一个低价PWM控制器(Semtech型号SCIIO4A)。PCB下层是一个完整的接地层。此PCB功率地层与控制地层之间没有分隔。可以看到该电源的功率电路由输入插座(PCB左上端)通过输入滤波电容器(C1，C2，)，S1，S2，L1，输出滤波电容器(C10,C11,C12,C13)，一直到输出插座(PCB右下端)。SCll04A被放置在PCB的左下端。因为，在地层上功率电路电流欠亨过控制电路，所以，无需要将控制电路接地层与功率电路接地层进行分隔。如果输入插座是放置在PCB的左下端，动力配电箱那么在地层上功率电路电流会直接通过控制电路，这时就有需要将两者分隔。 2．4开关电源PCB排版例2 图22是另一种降压式开关电源，该电源能使12V输入电压转换成3．3V输出电压，输出电流可达3A。此电源上使用了一个集成电源控制器(Semtech型号SC4519)。这种动力配电箱控制器将一个功率管集成在电源控制器芯片中。这样的电源很是简单，尤其适合应用在便携式DVD机，ADSL，机顶盒等消费类电子产品。 同前面例子一样，对这种简单开关电源，在PCB排版时也应注意以下几点。 1)由输入滤波电容(C3)，SC4519的接地脚(GND)，和D2所围成的环路面积一定要小。这意味着C3及D2必须很是接近SC4519。 2)可采取分隔的功率电路接地层和控制电路接地层。连接到功率地层的元器件包含输入插座(VIN)，输出插座(VOUT)，输入滤波电容(C3)，输出滤波电容(C2)，D2，SC4519。连接到控制地层的元器件包含输出分压电阻(R1，R2)，反馈抵偿电路(R3，C4，C3，)，使能插座(EN)，动力配电箱同步插座(SYNC)。 3)在SC4519接地脚的四周加 个过孔将功率电路接地层与控制信号电路接地层单点式的相连接。 图23是该电源PCB上层排版图。为了力便读者理解，功率接地层和控制信号接地层分袂用分歧颜色来暗示。在这里输入插座被放置在PCB的上方，而输出插座被放置在PCB的下方．滤波电感(L1)被放在PCB左边并接近功率接地层，而对噪音较敏感的反馈抵偿电路(R3，C4，C5)则被放存PCB右边并接近控制信号接地层。D2很是接近SC4519的脚3及脚4。图24是该电源PCB下层排版图。输入滤波电容(C3)被放置在PCB下层并很是接近SC4519和功率接地层。 2.5动力配电箱开关电源PCB排版例3 *后讨论一种多路输出开关电源PCB排版要点。此电源有3组输入电压(12V，5V和3.3V)，4组输出电压(3.3v，2.6V，1.8V，1.2V)。该电源使用了，一集成多路开关控制器(Serotech型号SC2453)。SC2453提供了4.5V～30V的宽输入电压范围，两个高达700kHz开关频率和高达15A输出电流，以及低至0.5V输出电压的同步降压转换器。它还提供了一个专用可调配正压线性调度器和一个专用可调配负压线性调度器。TSSOP-28封装减小了所需线路板面积。两个异相降压转换器可以减小输入电流纹波。图25是这种多路开关电源的原理图。其中3.3V输出由5V输人发生，l.2V输出由12V输入发生，2.6V和1.8V输出由3.3V输入发生。由于该电源上所有元器件都必须被放置在一个面积较小的PCB上，为此必须将电源的功率地层和控制信号地层分离隔来。 |
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