PCB部落格 - 佈局PCB電源穩壓器

電源調節器是一種可以自動調節輸出電壓的電源電路或設備。 其功能是將波動較大且不符合電氣設備要求的電源電壓穩定在其設定值範圍內，使各種電路或電氣設備能够在額定工作電壓下正常工作。

PCB設計是開關電源設計中的關鍵步驟，因為它對電源的效能、EMC要求、可靠性和可生產性有重大影響。 隨著電子技術的發展，開關電源的體積越來越小，工作頻率也越來越高，內部器件的密度也越來越大。 PCB佈局和佈線的要求越來越嚴格、合理，科學的PCB佈局會讓你的工作事半功倍。

PCB電源調節器由穩壓電路、控制電路、伺服電機等組成。當輸入電壓或負載發生變化時，控制電路會進行採樣、比較、放大，然後驅動伺服電機旋轉，從而改變電壓調節器碳刷的位置。 通過自動調整線圈匝數比，輸出電壓保持穩定。 容量較大的電壓調節器也基於電壓補償原理運行。

電源調節器的主要功能是

1.調整發電機輸出電壓

2.防止電流過度充電

3.當出現反向電流時，切斷充電電路，繼電器將在發生反向電流時快速切斷充電電路。 調節器分為類比調節器和數位調節器。 一種控制器，將生產過程參數的測量值與給定值進行比較，根據一定的調節規律產生輸出信號，並驅動致動器消除偏差，使參數保持在給定值附近或根據預定規律變化，也稱為調節儀器。

PCB電源穩壓器的特點

1.體積小，重量輕：

體積和重量是晶閘管PCB電源穩壓器的1/5-1/10，便於您規劃、擴展、移動、維護和安裝。

2.節能效果好：

由於使用了高頻變壓器，轉換效率大大提高。 在正常情况下，與晶閘管設備相比，效率提高了10%以上，當負載率低於70%時，效率提高30%以上。

3.輸出穩定性高：

由於系統響應速度快（微秒級），對電網功率和負載的變化具有很强的適應性，輸出精度可達1%以上。 該開關電源具有較高的工作效率和控制精度，有利於提高產品品質。

4.輸出波形易於調製：

由於其工作頻率高，其輸出波形調整的處理成本相對較低，使其更容易根據用戶工藝要求更改輸出波形。 這對提高工作效率和提高工作場所加工產品的質量有很强的作用。

PCB電源穩壓器佈局指南

PCB電源，也稱為電路板整流器，有兩個突出的要求：高可靠性和塗層的高均勻性。 PCB電源穩壓器採用全新的電源操作和監控電路，具有大量冗餘，可以保證電源的可靠運行。

對於帶板載穩壓器的電源和PCB，開關穩壓器佈局將是整體系統性能的主要决定因素。 佈局决定了對電磁干擾（EMI）、熱行為、電源完整性和安全性的敏感性。 良好的佈局確保了高效的功率轉換和向負載的傳輸，同時允許熱量從佈局中的熱組件傳遞，並確保電子系統周圍的低雜訊耦合。

通過正確定義接地、在PCB佈局中放置短接線以及在PCB中放置電流隔離部件以避免雜訊耦合，儘量保持低EMI。

如果佈局中存在雜訊，需要包絡跟踪和其他功能，或者特定的雜訊源在設計中造成問題，則應在需要時使用適當的輸入和輸出EMI濾波器電路。 使用大量的銅來提供遠離重要部件的冷卻路徑。 如有必要，您可以考慮採用獨特的外殼設計，以及在散熱組件上安裝散熱器或風扇。 放置快速開關和大電流電路，以便在開關事件期間設計中沒有寄生振盪。

第一個開關模式PCB電源穩壓器佈局指南要考慮的是如何在佈局中定義接地。 設計開關電源電路時，請記住有五個接地點。 這些可以分為不同的導體，以確保電流隔離。 這些是：輸入大電流源地、輸入大電流電路地、輸出大電流整流地、輸出高電流負載地和低電平控制地。

根據轉換器、整流器或調節器電路中電流隔離的需要，這些接地連接中的每一個都可能存在於物理上獨立的導體中。 如果接地是電容耦合的，您的電源電路可能會允許共模雜訊，例如通過附近的導電外殼。

每個大電流接地都用作電流電路的一個分支，但其佈局應為電流提供低阻抗的回路。 這可能需要多個通孔返回到接地平面，以允許具有低等效電感的高電流。 這些點及其相對於系統接地的電勢成為量測電路中不同點之間傳導的直流和交流訊號的點。 由於需要防止大電流交流接地的雜訊逃逸，囙此使用合適的濾波電容器的負極端子作為大電流接地的連接點。

定義接地區域的最佳實踐是使用大型平面或多邊形澆注。這些區域提供低阻抗路徑來消散直流輸出的雜訊，並且可以處理高回流電流。 它們還為在需要時從重要部件傳遞熱量提供了途徑。 在兩側放置接地層可以吸收輻射的EMI，降低雜訊，减少接地回路誤差。 接地層在用於靜電屏蔽和消散渦流中的輻射EMI的同時，還將電源線和電源層組件與訊號層組件隔開。

設計中的接地區域可以根據其功能給出多個名稱。 在設計中定義接地區域時要小心，並確保它們正確連接在一起。 接地平面在電源PCB佈局之外的系統中也很重要。 確保連接被定義為具有低阻抗，而不影響組件。

在電源穩壓器的設計中，PCB佈局設計是一個關鍵步驟，對電源的效能和可靠性有重大影響。