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嵌入式开关电源的PCB设计

时间:03-31 来源:互联网 点击:

,它的交流电压可藉由电容耦合到附近不同金属层的印制线上,并辐射出电磁干扰。然而,印制线通常还必须为电源开关管和整流器散热,特别是表面黏着的电源。从电气角度来看,印制线应尽可能小,但从散热角度看则应大一些。在表面黏着的设计中(图5),有一个好的折中方法,制作和底层PCB板相同的顶层PCB板,并藉由许多孔(或过孔)连接在一起。


图5:增强PCB板的散热能力并减少其它印制线容性耦合的好方法。


这项技术大大地减少了对其它印制线的容性耦合,但却成倍地增加了散热量和表面区域。以一个SO8封装的N沟道功率MOSFET(诸如FDS6670A)为例,在上层仅有325 mm▲2▲的覆铜区域,与空气接触的热电阻是50(C/W,在PCB的底层加另一个相同的板并藉由8个过孔连接在一起,热电阻降到39(C/W,因为在板子的另一侧不存在载有不同信号的金属线,电容的容量将下降一个数量级以上。

在过孔应用中,必须使其它信号和接地远离带有高电压的交流印制线和用来散热的部份。在离线的变换器中,接地线可能从这个节点耦合能量,并使其藉由交流插头从产品中导出,这就产生了过多的传导电磁干扰。

并联滤波电容

电容经常并联使用以减少滤波电容的并联等效串联电阻(ESR),这一做法也使每一个电容能分流一部份波纹电流,以使每一个电容都能在其波纹电流的规范内正常工作。只有当电容间的印制线阻抗及每个波纹电流源相同时,才会“平均分流”波纹电流,这就要求在整流器或电源开关管之间电容间的印制线必须等长且等宽。


图6:并联电容的正确放置是开关电源设计的关键之一。
按列放置电容并顺序连线非常美观(图6a),但这种布局会使距离电源开关或整流器最近的电容比其它电容器承受更多的波纹电流,从而缩短该电容的使用寿命,图6b所示为并联电容的较好布线方法。

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