PCB部落格 - 一些SMPS PCB板佈局提示以及雜訊和熱問題

p>是否執行AC-DC或DC-DC轉換 電路板, 開關電源佈局在高壓設計中很常見，必須仔細構造. 儘管這種系統非常普遍, 由於開關過程中電壓和電流的快速變化，容易產生輻射EMI. 設計師很少能够將現有設計適應新系統，因為一個區域的微小變化會產生難以診斷的EMI問題. 具有適當的佈局、選擇和佈線, 可以防止雜訊成為SMPS輸出上的重要問題. 低壓轉換器可以作為具有不同形狀因數的IC購買, 但高壓轉換器將需要由專用電路板上的分立元件生產. 以下是一些重要的SMP： PCB板 佈局提示可幫助您保持組件冷卻並防止系統中出現譟音問題.

SMPS PCB板佈局中的雜訊和熱問題

沒有解決辦法：由於電晶體驅動器的開關動作，任何SMPS都會產生適度的高頻雜訊。 實際上,  您正在將低頻紋波（即AC-DC轉換期間的全波整流器）轉換為高頻開關雜訊。 儘管這種轉換產生更穩定的直流輸出, 仍然存在兩個重要的雜訊源：來自開關元件的直接開關雜訊. 系統中其他地方的瞬態雜訊. 雜訊可能以傳導和輻射雜訊的形式出現在 表面粗糙度 單元的輸出端. 儘管每個問題的原因很難診斷, 可以很容易地區分兩種類型的雜訊.  表面粗糙度 的另一個設計挑戰  印刷電路板 板 佈局是板上產生的熱量. 而這可以通過選擇正確的 脈寬調製 頻率來影響, 占空比和上升時間, 您仍然需要在板上使用正確的熱管理策略. 考慮到這兩個挑戰：, 讓我們看一下 表面粗糙度 中需要注意的一些細節  印刷電路板 板 佈局.

熱管理

理想的SMPS將耗散零功率， 儘管在實踐中，這並沒有發生.  您的開關電晶體（以及用於AC-DC轉換的輸入變壓器）將消散大部分熱量。 即使在開關電源拓撲中效率可以達到 90%， 功率 金屬氧化物半導體場效應電晶體 在切換過程中仍能散發大量熱量. 這裡的常見做法是在關鍵開關組件上放置散熱器. 確保將它們重新連接到接地平面，以防止新的 電磁干擾。 高壓/大電流電源, 這些散熱器可能相當大. 您可以通過在主機殼上安裝風扇來增强系統的冷卻能力. 再一次, 確保遵循為風扇供電的良好做法，以防止新的 電磁干擾 問題.

一些 SMPS印刷電路板 板  佈局提示

您的佈局將在一定程度上有助於熱管理， 但這是 電磁干擾 敏感性的更大决定因素. 典型的, 傳導雜訊通過在輸入和輸出電路上使用 電磁干擾 濾波器來處理. 像高速時的許多 電磁干擾 問題一樣/高頻系統, 您的堆疊將是抗輻射 電磁干擾 的主要决定因素. 開關電源運行的相關頻率範圍為~ 10kHz～1MHz， 囙此，輻射 電磁干擾 將引起感應雜訊. 因此, 要將地平面直接放置在表面層下方的堆疊中, 以及所有功率組件. 這將確保表面電路的低回路電感. 傳播到輸出端的任何感應雜訊訊號通常通過在輸出端進行濾波來消除.

瞬態振鈴

瞬變是一個更難解决的問題，因為它們與你的堆疊有關， 路由, 通孔的存在, 以及過度脫鉤/阻抗. 如高速設計中的情况, 不要將任何載銅開關訊號佈線到接地平面的間隙上, 因為這產生了某種類型的天線結構，在瞬態期間輻射强烈.  這些瞬變傾向於高頻（從10到100MHz的任何地方）。 瞬態振鈴問題是阻抗管理問題. 高阻抗導致强電壓紋波. 組件應以正確的焊盤模式放置，以最小化電路板 個人數據網絡 中的阻抗. 下麵顯示了組件的好焊盤和壞焊盤示例.

佈局中組件的質量

In general, 不要在佈局中保留任何孤島. 使用去耦電容器將可能包含控制電路或無源組件的任何電源島連接回地面/地平面. 在這種情況下, 小心放置任何通孔 PCB板, 因為您不想在地平面中創建意外的間隙或插座.