開關(guān)電源布局 |
以Buck電路為例,不管開關(guān)管是由閉合-打開還是打開-閉合,電流發(fā)生瞬變的部分都如圖(c)所示,它們是會產(chǎn)生非常豐富的諧波分量的上升沿或下降沿。 通俗的講,這些會產(chǎn)生瞬變的電流跡線(trace)就是所謂的“交流”(AC current),其余部分是“直流”(DC current)。當(dāng)然這里交直流的區(qū)別不是傳統(tǒng)教科書上的定義,而是指開關(guān)管的PWM頻率只是“交流”FFT變換里的一個分量,而在“直流”里這樣的諧波分量很低,可忽略不記。所以儲能電感屬于“直流”也就不奇怪,畢竟電感具有阻止電流發(fā)生瞬變的特性。 因此,在開關(guān)電源布局時,“交流”跡線是最重要和最需要仔細(xì)考慮的地方。這也是需要牢記的唯一基本定律(only basic rule),并適用于其它法則和拓?fù)?。下圖表示了Boost電路電流瞬變跡線,注意它和Buck電路的區(qū)別。
1inch長,50mm寬,1.4mil厚(1盎司)的銅導(dǎo)線在室溫下的電阻為2.5mΩ,若流過電流為1A,則產(chǎn)生的壓降是2.5mV,不會對絕大部分IC產(chǎn)生不利影響。然而,這樣1inch長的導(dǎo)線的寄生電感為20nH,由V=L*dI/dt可知,若電流變化快速,可能產(chǎn)生很大的壓降。 典型的Buck電源在開關(guān)管由開-關(guān)時產(chǎn)生的瞬變電流是輸出電流的1.2倍,由關(guān)-開是產(chǎn)生的瞬變電流是輸出電流的0.8倍。FET型開關(guān)管的轉(zhuǎn)換時間是30ns,Bipolar型的是75ns,所以開關(guān)電源“交流”部分1inch的導(dǎo)線,流過1A瞬變電流時,就會產(chǎn)生0.7V的壓降。0.7V相比于2.5mV,增大了近300倍,所以高速開關(guān)部分的布局就顯得尤為重要。 盡可能地把所有外圍器件都緊密地放在轉(zhuǎn)換器的旁邊,減少走線的長度會是最理想的布局方式,但限于極其有限的布局空間,實(shí)際往往做不到,因此有必要根據(jù)瞬變壓降的嚴(yán)重程度按優(yōu)先級順序進(jìn)行。 對Buck電路,輸入旁路電容須盡可能靠近IC放置,接下來是輸入電容,最后是二極管,采用短而粗的跡線將其一端與SW相連,另一端與地相連。 而對Boost電路布局來說,則是按輸出旁路電容,輸出電容和二極管的優(yōu)先級順序進(jìn)行布局。
電感選取總結(jié)
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| 發(fā)布時間:2018.05.25 來源:開關(guān)電源廠家 |
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