PCB新聞 - 電源紋波如何影響電子電路的PCB設計

如何减少 PCB設計? 疏忽 PCB設計 由於電網中的波動，開關電源可能會使整個電路癱瘓. 如果未檢測到, 功率波動會導致嚴重的信號完整性問題.

什麼導致功率波動

電源紋波是由電源的開關特性引起的一種現象。 它通常發生在開關電源中，其中電感和電容會引入由開關頻率引起的雜訊。 開關頻率引入的功率紋波通常在低頻下諧振。

然而，對於PCB設計者來說，低頻功率波動並不是一個問題。 高頻功率紋波或振鈴也可以通過電感器的寄生電容引入開關電源的輸出。 振鈴發生在開關電源的開關轉換過程中，通過紋波上的尖峰來識別。

功率波動如何影響電子電路

小船順利地在軟浪中航行。 但依賴清潔能源的電子電路卻不能這麼說。 在低頻和高頻下，功率波動可能會損害電路功能。

電壓佈線中的波紋可能會導致與相鄰電路的串擾。 電源線上的高頻振鈴將耦合到IC上的訊號引脚。 誠然，大多數集成電路可以承受一定量的雜訊，但更高頻率的雜訊超過了功率抑制比。

當開關模式雜訊和振鈴開始與訊號耦合時，會影響輸入讀數的準確性。 通信訊號和功率波動會導致信號完整性問題。 電力波動不僅僅是一個麻煩。 這是一個可能導致電子電路癱瘓的嚴重問題。

如何降低PCB設計中的功率紋波

除非您使用線性電源設計PCB，否則您必須處理電源紋波。 要减小功率脈動的影響，必須减小初始峰值和後續脈動的振幅。

以下是一些在設計中解决電源波動的簡便技巧。

1、緩衝電路

在開關電源中，可以在低端mosfet的開關節點兩端放置由電阻器和電容器組成的緩衝電路，以减少振鈴。 這兩種RC組合都起到阻尼器的作用，吸收mosfet改變狀態時釋放的能量。 緩衝電路的使用有助於减少振鈴發出的EMI。

2、導向阻力

自舉電阻限制了振鈴雜訊的初始分支。 它與自舉電容器串聯放置在高端MOSFET柵極的兩端。 當啟動電阻器添加到PCB設計中時，mosrfet的充電時間會新增，以抑制初始峰值。 您需要小心起動電阻的值，因為電流太小會影響開關電源的效能。 可以通過限制mosfet的充電電流來降低紋波。

3、穿心電容

您可能認為使用電容器消除波紋是一個好主意。 但典型的電容器只能過濾低頻雜訊。 為了减少高頻紋波，嘗試使用電流電容器。 鐵芯電容器有3個端子，以在高頻下產生更好的插入損耗。

當然，重要的是要相信，一個可靠的模擬工具可以通過大量的新模型參數準確地建模電源和電源紋波，這將大大提高您設計電源紋波無法克服的電路的機會。

通常，同時使用上述所有方法可以為開關電源提供更好的效能。 作為PCB設計師，您將希望在不影響電源效率的情况下最小化電源波動。