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2019.04.11 AC/DC

安裝PCB板佈局與總結

非隔離型降壓轉換器的設計案例

本文將介紹該設計案例的PCB板佈局示例,並進行整體總結,以結束AC/DC轉換器 設計篇 “AC/DC 非隔離型降壓轉換器的設計案例”。

PCB板佈局示例

在其他章節中也提到過,無論是AC/DC還是DC/DC,開關穩壓器設計中的PCB板佈局都是非常重要的。在此也再次強調一遍,開關電源是類比電路(近年來還有“數位電源”),自身會產生雜訊,同時對雜訊也非常敏感。另外,由於開關雜訊會作為EMI對周邊產生影響,因此佈局需要盡最大努力不產生雜訊的設計。

下面是該設計案例的PCB板佈局設計示例。此次是“非隔離型”電路設計,但基本思路是一致的。開關電源電路的路徑,需要考慮到有大電流ON/OFF的路徑和對雜訊敏感的控制訊號路徑兩種。PCB板佈線佈局時,大電流路徑應儘量避免產生雜訊,控制訊號路徑應儘量避免受到雜訊影響。

關於PCB板佈局,由於其重要性,在電源IC的技術規格和設計資料中一般會提供PCB板佈線佈局範例供使用者參考。某些情況下,提供光繪檔等能直接利用的資料的業者也不在少數,請充分利用這些資料。但是,不可忘記的是,無論多麼嚴格遵守規格要求來設計,都必須進行實際裝機確認,這是不言而喻的。

下面是Tech Web中登載的“基礎知識”板塊的PCB板佈局相關的內容。請一併參考。

●AC/DC PWM方式返馳式轉換器設計手法:PCB板佈局示例
●DC/DC轉換器的PCB板佈局

“AC/DC 非隔離型降壓轉換器的設計案例”總結

至此本篇章即將結束。最後匯總一下迄今為止提出的每個專案的關鍵要點。

<AC/DC 非隔離型降壓轉換器的設計案例>

  1. AC/DC 非隔離型降壓轉換器的設計案例概要

    關鍵要點

    ・非隔離型AC/DC轉換器的設計解說。

    ・被稱為二極體整流或非同步整流方式的降壓轉換器的電路示例。

  2. 降壓轉換器的基本工作及不連續模式和連續模式

    關鍵要點

    ・降壓轉換器的工作有連續模式和不連續模式兩種。

    ・DC/DC轉換一般採用連續模式,60W左右的AC/DC轉換多採用不連續模式。

  3. 電源IC的選擇和設計案例

    關鍵要點

    ・選擇滿足電源規格的電源IC是設計的開始。

    ・瞭解與隔離型的電路區別。

  4. 主要元件的選型:輸入電容C1與VCC用電容C2

    關鍵要點

    ・要考慮到輸入電容器需要最大輸入電壓×1.41的電壓來選擇耐壓。

    ・注意VCC用電容器除VCC的穩定作用之外還具有決定啟動時間的作用。

  5. 主要零件的選型:電感 L1

    關鍵要點

    ・電感的設置要使設備以不連續模式工作。

    ・電感值根據VIN的最小值和ton的最大值計算。

    ・電感電流根據VIN的最大值和最小導通時間計算。

  6. 主要零件的選型:電流檢測電阻 R1

    關鍵要點

    ・求案例電路所需的開關電流限制電阻R1。

    ・R1的計算需要電感 L1計算時的數值。

  7. 主要零件的選型:輸出電容 C5 5

    關鍵要點

    ・輸出電容器根據紋波電流和電容器的電阻(滿足設計的目標輸出紋波電壓)進行選型。

    ・鋁電解電容器屬於壽命有限的元件,紋波電流越大壽命越短。

  8. 主要零件的選型:輸出整流二極體 D4

    關鍵要點

    ・通常輸出整流二極體使用高速開關型二極體。本文使用的是快速恢復二極體。

    ・輸出整流二極體基本上是通過確認耐壓和損耗來選型的。

  9. EMI對策

    關鍵要點

    ・作為EMI對策,可以嘗試在輸入端增加濾波器、給開關(D-S間)增加電容、給輸出整流二極體增加緩衝電路。

    ・針對輸出雜訊,可在輸出端增加LC濾波器。

    ・PCB板佈局的影響也很大,因此需要結合起來綜合探討。

  10. 安裝PCB板佈局與總結

    關鍵要點

    ・在開關電源的設計中,無論是AC/DC還是DC/DC,PCB板佈局都會對性能和雜訊產生重大影響。

本篇章至此結束。

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