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开关电源的PCB布板技术
2015/03/26
IP:上海
为了适应电子产品飞快的更新换代节奏,产品设计工程师更倾向于选择在市场上很容易采购到的AC/DC适配器,并把多组直流电源直接安装在系统的线路板上。由于开关电源产生的电磁干扰会影响到其电子产品的正常工作,正确的电源PCB排版就变得非常重要。开关电源PCB排版与数字电路PCB排版完全不一样。在数字电路排版中,许多数字芯片可以通过PCB软件来自动排列,且芯片之间的连接线可以通过PCB软件来自动连接。用自动排版方式排出的开关电源肯定无法正常工作。所以,没计人员需要对开关电源PCB排版基本规则和开关电源工作原理有一定的了解。
1、开关电源PCB排版基本要点
1.1 电容高频滤波特性
QQ截图20150326195301.jpg


图1是电容器基本结构和高频等效模型。
电容的基本公式是: QQ截图20150326195312.jpg
式(1)显示,减小电容器极板之间的距离(d)和增加极板的截面积(A)将增加电容器的电容量。电容通常存在等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)二个寄生参数。图2是电容器在不同工作频率下的阻抗(Zc)。
QQ截图20150326195621.jpg QQ截图20150326195637.jpg


电解电容器一般都有很大的电容量和很大的等效串联电感。由于它的谐振频率很低,所以只能使用在低频滤波上。钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感,因而它的谐振频率会高于电解电容器,并能使用在中高频滤波上。瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小,因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器,所以能使用在高频滤波和旁路电路上。由于小电容量瓷片电容器的谐振频率会比大电容量瓷片电容器的谐振频率要高,因此,在选择旁路电容时不能光选用电容值过高的瓷片电容器。为了改善电容的高频特性,多个不同特性的电容器可以并联起来使用。图3是多个不同特性的电容器并联后阻抗改善的效果。 QQ截图20150326195803.jpg
电源排版基本要点1 :旁路瓷片电容器的电容不能太大,而它的寄生串联电感应尽量小,多个电容器并联能改善电容的高频阻抗特性。 图4显示了在一个PCB上输入电源(Vin)至负载(RL)的不同走线方式。为了降低滤波电容器(C)的ESL,其引线长度应尽量减短;而Vin。正极至RL和Vin负极至R1的走线应尽量靠近。
QQ截图20150326195851.jpg
[ 修改于11年9个月前 - 2015/03/26 22:03:21 ]
11年9个月前IP:四川
759026
1楼
这是《电源技术应用》2005年第9期上的文章,并且不全。

楼主经常发一些署名“张飞”的文章,而这些文章的原作者没有“张飞”署名,这种行为在科创可能涉及严重违规,请楼主说明情况。
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小酸角作者
11年9个月前IP:上海
759055
2楼
引用 1211:
这是《电源技术应用》2005年第9期上的文章,并且不全。

楼主经常发一些署名“张飞”的文章,而这些文章的原作者没有“张飞”署名,这种行为在科创可能涉及严重违规,请楼主说明情况。
您好,这的确不是张飞老师的原创。我是想着,这些资料比较好,想作为交流学习的一种资料,如果真的涉及违规,以后我会不再添加这样的字眼,我也可以修改之前发过的内容,或者删除,谢谢您的严肃和认真。
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11年9个月前IP:四川
759090
3楼
引用 小酸角:
您好,这的确不是张飞老师的原创。我是想着,这些资料比较好,想作为交流学习的一种资料,如果真的涉及违规,以后我会不再添加这样的字眼,我也可以修改之前发过的内容,或者删除,谢谢您的严肃和认真。
改了就好,以后不要这样了。真的想对电子教育有所贡献的话,建议多搞一些自己的创作。转载文章要注明原作者名字,这是基本学术道德。
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11年9个月前IP:浙江
759188
4楼
涉及数学公式……太多
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