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AC/DC

非隔离型降压转换器的设计案例

实装PCB板布局与总结

本文将介绍该设计案例的PCB板布局示例,并进行整体总结,以结束AC/DC转换器 设计篇 “AC/DC 非隔离型降压转换器的设计案例”。

PCB板布局示例

在其他章节中也提到过,无论是AC/DC还是DC/DC,开关稳压器设计中的PCB板布局都是非常重要的。在此也再次强调一遍,开关电源是模拟电路(近年来还有“数字电源”),自身会产生噪声,同时对噪声也非常敏感。另外,由于开关噪声会作为EMI对周边产生影响,因此布局需要尽最大努力不产生噪声的设计。

下面是该设计案例的PCB板布局设计示例。此次是“非隔离型”电路设计,但基本思路是一致的。开关电源电路的路径,需要考虑到有大电流ON/OFF的路径和对噪声敏感的控制信号路径两种。PCB板布线布局时,大电流路径应尽量避免产生噪声,控制信号路径应尽量避免受到噪声影响。

关于PCB板布局,由于其重要性,在电源IC的技术规格和设计资料中一般会提供PCB板布线布局范例供用户参考。某些情况下,提供光绘文件等能直接利用的数据的业者也不在少数,请充分利用这些数据。但是,不可忘记的是,无论多么严格遵守规格要求来设计,都必须进行实际装机确认,这是不言而喻的。

下面是Tech Web中登载的“基础知识”板块的PCB板布局相关的内容。请一并参考。

●AC/DC PWM方式反激式转换器设计手法:PCB板布局示例
●DC/DC转换器的PCB板布局

“AC/DC 非隔离型降压转换器的设计案例”总结

至此本篇章即将结束。最后汇总一下迄今为止提出的每个项目的关键要点。

<AC/DC 非隔离型降压转换器的设计案例>

  1. AC/DC 非隔离型降压转换器的设计案例概要

    关键要点

    ・非隔离型AC/DC转换器的设计解说。

    ・被称为二极管整流或非同步整流方式的降压转换器的电路示例。

  2. 降压转换器的基本工作及不连续模式和连续模式

    关键要点

    ・降压转换器的工作有连续模式和不连续模式两种。

    ・DC/DC转换一般采用连续模式,60W左右的AC/DC转换多采用不连续模式。

  3. 电源IC的选择和设计案例

    关键要点

    ・选择满足电源规格的电源IC是设计的开始。

    ・了解与隔离型的电路区别。

  4. 主要元器件的选型:输入电容器C1与VCC用电容器C2

    关键要点

    ・要考虑到输入电容器需要最大输入电压×1.41的电压来选择耐压。

    ・注意VCC用电容器除VCC的稳定作用之外还具有决定启动时间的作用。

  5. 主要部件的选型:电感 L1

    关键要点

    ・电感的设置要使设备以不连续模式工作。

    ・电感值根据VIN的最小值和ton的最大值计算。

    ・电感电流根据VIN的最大值和最小导通时间计算。

  6. 主要部件的选型:电流检测电阻 R1

    关键要点

    ・求案例电路所需的开关电流限制电阻R1。

    ・R1的计算需要电感 L1计算时的数值。

  7. 主要部件的选型:输出电容器 C5

    关键要点

    ・输出电容器根据纹波电流和电容器的阻抗(满足设计的目标输出纹波电压)进行选型。

    ・铝电解电容器属于寿命有限的元器件,纹波电流越大寿命越短

  8. 主要部件的选型:输出整流二极管 D4

    关键要点

    ・通常输出整流二极管使用高速开关型二极管。本文使用的是快速恢复二极管。

    ・输出整流二极管基本上是通过确认耐压和损耗来选型的。

  9. EMI对策

    关键要点

    ・作为EMI对策,可以尝试在输入端增加滤波器、给开关(D-S间)增加电容器、给输出整流二极管增加缓冲电路。

    ・针对输出噪声,可在输出端增加LC滤波器。

    ・PCB板布局的影响也很大,因此需要结合起来综合探讨。

  10. 实装PCB板布局与总结

    关键要点

    ・在开关电源的设计中,无论是AC/DC还是DC/DC,PCB板布局都会对性能和噪声产生重大影响。

本篇章至此结束。