правильный схема PCB is one of этот most important factors for a successful power supply design. неотчуждаемая часть энергосистемы. Understanding the direction of current flow and how the high-frequency loop is constructed is arguably the most important step in PCB design.
в данной статье обсуждается техника проектирования источника питания для buck, boost, and single-ended primary inductance converter (SEPIC) power section.
понизительный преобразователь
First, Мы используем преобразователь buck для вывода напряжения ниже входного. Figure 1 shows the schematic and схема PCB Этот понижающий преобразователь.
Эта упрощенная принципиальная схема включает входные и выходные конденсаторы, индукторы, транзисторы переключателей и блокирующие диоды
во время включения модулятора ширины пульсаций (ПВМ) ток протекает по пути, указанному зеленой стрелкой, от входной конденсатора через транзистор к индуктору. при закрытии PWM ток продолжает протекать по пути к розовой стрелке через индуктор. Это означает, что выход имеет постоянный ток потока.
The input high-frequency current is turned on and off once in each cycle. наиболее важной частью схемы этого энергетического участка является уменьшение высокочастотного контура. The blue arrow in the upper part reflects this loop. в процессе проводимости транзистора, замыкание тока через диод - 1. В течение этого периода, if the input capacitors are not very close to each other, Таким образом, эта большая волна тока может вызвать некоторые проблемы дизайна.
Ensure that the power trace or power plane has enough width to carry the power current. Вообще говоря, the power plane should be as large as possible except for the switch node. Там много dv/dt signal on the switch node, можно подключиться к другой части системы схема PCB. Therefore, можно добиться хорошего проектирования при сведении к минимуму площади поверхности.. Use multiple vias to connect power planes on different layers. The simple rule of thumb is that each via (10mil drilling) should not exceed 1A. If you can create a continuous ground plane as large as a PCB board, Это поможет уменьшить шумы и высокочастотные шлейфы.
преобразователь повышения давления
The boost converter is used to generate a higher output voltage from a lower input voltage. Вы можете использовать один и тот же процесс в трансформаторах повышения и понижения давления для идентификации ключевых путей и контуров.
во время подключения ПВМ ток проходит через индуктор от входного конца до транзистора переключателя (как показано зеленой стрелкой). В течение этого периода энергия накапливалась в индукторах, а затем переключалась на вывод при закрытии ПВМ. Теперь Ток идёт по розовой стрелке по входу и выходу. Это означает, что входные боковые токи должны быть непрерывными. выходной ток - ток высокочастотного переключателя. чтобы снизить шумы высокой частоты до минимума, синий контур на рисунке должен быть как можно короче.
во время прохода транзистора ток проходит через диод с выходом на землю лишь на короткое время. Если выходной конденсатор не правильно распределяет этот ток, то это может привести к сбоям в проектировании питания. общая компоновка преобразователей БК также применима к этим повышающим преобразователям. свести к минимуму площадь узлов выключателя и подключить к плоскости Земли через несколько отверстий.
преобразователь SEPIC
When the input voltage is higher or lower than the output voltage, the преобразователь SEPIC can be used. этот преобразователь мощности может играть роль повышения напряжения, когда входное напряжение ниже выходного напряжения, and can play the role of step-down when the input voltage is higher than the output. В этой цепи используются два индуктора или один связанный индуктор.
Поскольку есть два индуктора, каждая часть цикла коммутации имеет два пути тока. При подключении ПВМ ток протекает вдоль зеленой стрелы и накапливается в индукторах. при выключении PWM энергия передается на выход через путь к яркому току. в этом проекте SEPIC входной ток является непрерывным. на выходе показан ток высокочастотного переключателя, поэтому необходимо минимизировать контур. рекомендуется подключить к коллектору через отверстие, расположенное вблизи выходного конденсатора. соединяющие пласты могут обеспечивать путь к низкому сопротивлению между всеми компонентами PCB, что снижает шумы.
Заключительные замечания
Power layout design is a very tricky task. первый шаг - определить, как ток течет в, and then find and minimize high-frequency loops. След., use the ground plane and the power plane to connect the PCB components in a very low impedance manner. обеспечивать достаточную ширину используемой плоскости для загрузки проектируемого тока. узлы высокочастотных переключателей должны быть как можно более малыми, чтобы уменьшить возможность связи шума с другими сигналами. подключать крупное устройство через несколько отверстий, непрерывное соединение пластов различных видов оборудования также может быть хорошим проектом.