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开关电源的布局技巧( N$ }" b4 I5 o1 S3 T
当设计高频开关电源时，布局非常重要。良好的布局可以解决这类电源的许多问题。因布局而出现的问题，通常在大电流时显现出来，并且在输入和输出电压之间的压差较大时更加明显。一些主要的问题是在大的输出电流和/或大的输入/输出电压差时调节能力的下降，在输出和开头波形上的额外噪声，以及不稳定性。应用下面的几个简单原则就可以把这类问题最小化。 ( W j7 `0 t2 c; U" _
电感器6 _$ \6 ?( s, I' k: F
尽量使用低EMI（Electro Magnetic Interference）的带铁氧体闭合磁芯的电感器。比如圆形的或封闭的E型磁芯。如果开口磁芯（open cores）具有较低的EMI特性，并且离低功率导线和元件较远，也可以使用。如果使用开口磁芯，使磁芯的两极与PCB板垂直也是一个好主意。棒状磁芯（stick cores)通常用来消除大部分不需要的噪声。) T& L0 Y3 N8 @9 p+ X1 z
反馈- O# |% m' H3 S$ @% V
尽量使反馈回路远离电感器和噪声源。还要尽可能使反馈线为直线，并且要粗一点。有时需要在这两种方案之间折衷一下，但使反馈线远离电感器的EMI和其它噪声源是两者当中更关键的一条。在PCB上使反馈线位于与电感器相对的一侧，并且中间用接地层分开。
( X# N Q7 ]. j+ t/ n* | 滤波电容器5 l1 S6 X. ]( E- w: H) S
当使用小容量瓷质输入滤波电容器时，它应该尽可能*近IC的VIN引脚。这将消除尽可能多的线路电感影响，给内部IC线路一个更干净的电压源。一些设计需要使用前馈电容器从输出端连接到反馈引脚，通常是为了稳定性的原因。在这种情况下，它的位置也应该尽量*近IC。使用表贴电容还会减少引线长度，从而减少噪声耦合进因通孔元件而造成的有效天线（effective antenna）。) S( j% X/ ]" S& u1 P2 ?# Y" B
补偿
5 e L/ A, b- d) Y7 L, ? 如果为了稳定性，需要加入外部补偿元件，它们也应该尽量*近IC。这里也建议使用表贴元件，原因同对滤波电容的讨论。这些元件也不应该离电感器太近。
$ n/ ~/ A& r5 h) B, K) h j1 Z 走线和接地层# |& G* {' U: d) m6 b; B
使所有的电源（大电流）走线尽可能短、直、粗。在一块标准PCB板上，最好使走线的每安绝对最小宽度为15mil（0.381mm）。电感器、输出电容器和输出二极管应该尽可能*在一起。这样可以帮助减少在大开关电流流过它们时，由电源走线引起的EMI。这也会减少引线电感和电阻，从而减少噪声尖峰、鸣震（ringing）和阻性损耗，这些都会产生电压误差。IC的接地、输入电容器、输出电容器和输出二极管（如果有的话）应该一起直接连接到一个接地面。最好在PCB的两面都设置接地面。这样会减少接地环路误差和吸收更多的由电感器产生的EMI，从而减少了噪声。对于多于两层的多层板，可以用接地面分开电源面（电源走线和元件所在的区域）和信号面（反馈和补偿元件所在的区域）以提高性能。在多层板上，需要使用通孔把走线和不同的面连接起来。如果走线需要从一个面传输一个较大的电流到另一个面，每200mA电流使用一个标准通孔，是一个良好的习惯。 T5 _! i6 R! _: X+ u, R/ n4 \
排列元件，使得开头电流环同方向旋转。根据开头调节器的运行方式，有两种功率状态。一个状态是当开头闭合时，另一个状态是当开头断开时。在每种状态期间，将由当前导通的功率器件产生一个电流环。排列功率器件，以使每种状态期间电流环的导通方向相同。这会防止两个半环之间的走线产生磁场反转，并可减少EMI的放射。
4 x( I+ Q" N* f& }' n& u. f& N8 h 散热$ _0 X$ J9 E$ c6 M0 k/ h! L" o
当使用表贴功率IC或外部功率开关时，PCB通常可以用作散热器。这就是用PCB上的敷铜面来帮助器件散热。参照特定器件手册中有关使用PCB散热的信息。这通常可以省去外加的散热装置。
: I" k0 L& |/ n1 F/ _ 这些规则适用于所有的电感性开关电源，它们包括升压（Buck），降压（Boost），回扫，反转Buck/Boost，以及SEPIC
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发表于 2005-9-30 18:15:00
