反激式开关电源PCB设计要点

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开关电源PCB排版基本要点

开关电源PCB排版基本要点

开关电源PCB排版基本要点1. PCB设计概述PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是电子设备中一个重要的组成部分。

开关电源PCB的设计是为了实现电源电路的稳定和高效工作。

在设计PCB排版时,需要考虑各个元器件的布局和连线,以确保电路的性能和可靠性。

2. PCB尺寸和层数在进行开关电源PCB排版时,需要确定PCB的尺寸和层数。

PCB 的尺寸应根据电源模块和外部连接器的大小来确定,以确保元器件能够合理布局,并与其他电路板相连接。

而层数则取决于所需电路的复杂程度和PCB的可用空间。

通常,开关电源PCB可以采用2层或4层结构。

3. 元器件布局在进行元器件布局时,需要根据电路原理图的要求,将不同的元器件放置在合适的位置。

一般来说,输入和输出滤波电容应尽量靠近电源模块,以最大程度地减小电源线的电感影响。

开关元件和控制芯片应尽量靠近主要电源电路,以减小开关电压和控制信号的传输损耗。

同时,还要考虑元器件之间的间距和连线的方向,以便于布线和维修。

4. 连接线和走线规划在进行PCB排版时,合理的连接线和走线规划是非常重要的。

首先,要确保电源线和信号线之间有足够的间距,以减小互相的干扰。

其次,需要避免信号线和高电压线路的交叉,以避免干扰和短路的风险。

另外,要尽量缩短连接线的长度,以减小信号传输的延迟和损耗。

最后,要合理设置地线和电源线的走向,并确保它们之间的连通性,以避免地回路干扰和功率线路的损耗。

5. 确保供电和散热性能在进行开关电源PCB排版时,供电和散热性能是需要重点考虑的因素。

为了保证供电性能,应尽量减少电源线的电阻和电感,以提高功率传输效率。

此外,还要合理选择电源线的截面积和排线宽度,以满足电流要求。

对于散热性能,则需要合理设置散热器的位置和尺寸,以确保电源模块和其他高功率器件的稳定工作温度。

6. PCB层间布线和注释为了方便布线和维修,需要在PCB上添加层间布线和注释。

层间布线可以通过添加跳线、蓝线或插针来实现,以简化复杂电路的布线。

电源PCB设计注意事项及经验

电源PCB设计注意事项及经验

电源PCB设计注意事项及经验1.确定功率需求:首先需要明确电源的功率需求,包括输入和输出电压、电流的范围。

这可以帮助选择合适的元件和设计适当的线路布局。

2.分开地平面:在设计电源PCB时,最好采用分开的地平面。

将输入和输出部分的地平面分开,可以减少干扰,并提高信号完整性。

3.短路保护:为了避免短路引起的问题,应该在设计中加入短路保护电路。

短路保护电路可以监测电流并在达到预定阈值时切断电源。

4.降噪滤波:电源的稳定性非常关键,因此在设计中应该考虑降低噪声的滤波电路。

可以使用电容和电感器来滤除高频噪声。

5.散热设计:电源PCB在工作时会产生热量。

为了确保稳定性和可靠性,需要设计合适的散热系统,如散热片或散热器。

6.安全性考虑:在设计电源PCB时,安全是非常重要的。

应该采取必要的安全措施,如过压保护、过流保护和过温保护。

7.电源PCB尺寸:电源PCB的尺寸应该根据设备的需求来进行调整。

尽量保持尺寸小巧,以节省空间和成本。

8.接地设计:接地是电源PCB设计中的一个关键问题。

良好的接地设计可以减少电磁干扰和信号损失。

应尽量避免共地,可以采用保持短而直接的接地路径,并使用大地平面来降低噪声。

9.充分测试:在将电源PCB投入量产之前,必须进行充分的测试。

测试可以包括功率测试、效率测试、负载稳定性测试等,以确保电源的工作正常。

10.参考设计:如果缺乏经验,可以参考已有的电源PCB设计进行学习和借鉴。

也可以寻求专业人士的建议和指导,以确保设计的正确性和可靠性。

总之,电源PCB的设计需要考虑很多因素,包括功率需求、短路保护、降噪滤波、散热设计、安全性等。

通过合理的设计和充分的测试,可以获得一套稳定可靠的电源PCB。

开关电源PCB排版基本要点

开关电源PCB排版基本要点

开关电源PCB排版基本要点开关电源是现代电子产品中最常用的电源类型之一,其特点是具有高能效、高稳定性、高可靠性和高安全性等诸多优点,在电子设备中被广泛应用。

而开关电源PCB的排版也是开关电源设计过程中不可避免的一部分,其质量和效率直接影响到开关电源的性能和使用寿命。

因此,掌握开关电源PCB排版基本要点对于开关电源的设计、制造和使用都是非常重要的。

1.选择适当的PCB材料选择适当的PCB材料是开关电源PCB排版的第一步。

开关电源的高频开关和驱动信号需要在PCB上传输,因此PCB材料必须具备良好的高频性能。

此外,开关电源PCB上承载电流较大,需要具备良好的绝缘性和耐高温性能。

一般来说,FR-4玻璃纤维板是开关电源PCB的常用材料,如果需要更高的性能,还可以选择更高阶的材料,如RO4350B等。

2.选择适当的PCB布局方案开关电源PCB的布局方案直接影响到开关电源的性能和稳定性。

布局方案应该尽量使得开关电源的各个功能模块之间距离近,缩短信号传输路径和电路反应时间。

另外布局中各个电源模块的位置和连接线的长度也需要优化,这样可以减少信号传输的失真和损耗。

同时,还需要注意不同功能模块之间的干扰和交叉干扰,要保持一定的距离和阻隔,避免不必要的干扰。

3.合理地安排元器件位置和布局元器件的位置和布局是开关电源PCB排版的核心内容。

一般来说,根据功能模块的不同,可以将元器件分为输入电路、输出电路、控制电路和保护电路等几类。

在进行元器件位置和布局时,要根据不同的电路模块进行划分,将各个元器件放置到相应的区域内。

另外,元器件的放置位置应该尽量靠近使用的模块,对于需要进行热量分散的元器件还要按照规定的热点分布方式进行排布,以提高开关电源的散热效果和稳定性。

4.合理地引出信号和电源线路在开关电源PCB排版时,合理引出信号线路和电源线路非常重要。

电源线路尤其需要注意,要确保其布局合理、电线宽度充足和分布均衡。

信号线路要避免走线交叉、过于靠近引脚和元器件等不利于信号传输的情况,尽量使得走线折线尖锐程度合理、走线宽度符合设计要求,提高信号传输的稳定性和准确性。

反激式开关电源电路设计

反激式开关电源电路设计

反激式开关电源电路设计一、反激式开关电源的基本原理1.输入滤波电路:用于对输入电压进行滤波,消除噪声和干扰。

2.整流电路:将输入交流电压转换为直流电压。

3.开关变压器:通过变压器实现电压的升降。

4.开关管:通过快速开关控制电源的输出。

5.输出滤波电路:对输出电压进行滤波,减小纹波。

二、反激式开关电源的设计步骤1.确定需求:首先需要确定设计要求,包括输出电压和电流、负载稳定性要求、效率要求等。

2.选择开关管和变压器:根据需求选择合适的开关管和变压器,考虑其最大工作电流和功率损耗。

3.转换频率的选择:根据应用的具体要求,选择合适的转换频率。

较高的频率可以减小变压器的尺寸,但也会增加开关管的功耗。

4.控制电路设计:设计开关管的控制电路,包括驱动电路和保护电路,确保开关管的正常工作和保护电路的可靠性。

5.输出滤波电路设计:设计输出滤波电路,用于滤除输出电压中的高频噪声和纹波,提高稳定性和负载能力。

6.开关电路设计:设计开关电路,确保开关管的快速开关和可靠性。

7.其他辅助电路设计:如过温保护电路、过流保护电路等。

8.电路板布局和布线:根据电路设计和要求进行电路板布局和布线,提高电路的可靠性和稳定性。

9.电路仿真和调试:使用仿真软件对设计的电路进行仿真分析,并进行实际的电路调试,确保电路的可靠性和稳定性。

三、反激式开关电源设计的注意事项1.高效率设计:选择合适的元件和电路设计,减小功率损耗,提高电源的整体效率。

2.稳定性设计:考虑负载稳定性的要求,选择合适的控制策略和滤波电路,提高电源的稳定性和负载能力。

3.保护设计:考虑过温、过流、短路等保护功能的设计,保护电源和负载器件的安全。

4.电磁兼容设计:反激式开关电源中产生的高频噪声易对其他电子设备产生干扰,需要采取适当的电磁屏蔽和滤波措施。

5.安全性设计:合理设置安全保护电路和安全措施,确保电源在故障情况下能够及时切断电源,保护用户的安全。

通过以上步骤和注意事项,可以设计出一台高效、稳定、安全的反激式开关电源,满足不同应用领域的需求。

反激式开关电源设计资料要点

反激式开关电源设计资料要点

反激式开关电源设计资料前言反激式开关电源的控制芯片种类非常丰富,芯片厂商都有自己的专用芯片,例如UC3842、UC3845、OB2262、OB2269、TOPSWITCH 等等。

虽然控制芯片略有不同,但是反激式开关电源的拓扑结构和电路原理基本上是一样的,本资料以UC3842为控制芯片设计了一款反激式开关电源。

单端反激式开关稳压电源的基本工作原理如下:D1ET ON T OFFL P L STI PQ1C O R L图1 反激式开关电源原理图当加到原边主功率开关管Q1的激励脉冲为高电平使Q1导通时,直流输入电压V IN加载原边绕组N P两端,此时因副边绕组相位是上负下正,使整流管D1反向偏置而截止;当驱动脉冲为低电平使Q1截止时,原边绕组N P两端电压极性反向,使副边绕组相位变为上正下负,则整流管被正向偏置而导通,此后存储在变压器中的磁能向负载传递释放。

因单端反激式电源只是在原边开关管到同期间存储能量,当它截止时才向负载释放能量,故高频变压器在开关工作过程中,既起变压隔离作用,又是电感储能元件。

因此又称单端反激式变换器是一种“电感储能式变换器”。

学习了反激式开关电源的工作原理之后,我们可以自行设计一款电源进行调试。

开关电源是一门实验科学,理论知识的学习是必不可少的,但是光掌握了理论知识是远远不够的,还要多做实验,测试不同环境不同参数下的电源工作情况,这样才能对电源有更深的认识。

除此之外,掌握大量的实验数据可以对以后设计电源和电源的优化提供很大帮助,可以更快速更合理的设计出一款新电源或者排除一些电源故障。

通过阅读下面的章节,可以使你对电源从原理理解到设计能力有一个快速的提升。

第一章电源参数的计算第一步,确定系统的参数。

我们设计一个电源首先要确定电源工作在一个什么样的环境,比如说输入电压的范围、频率、网侧电压是否纯净,接下来是电源的输出能力包括输出电压、电流和纹波大小等等。

先要确定这些相关因素,才能更好的设计出符合标准的电源。

-开关电源PCB设计要点和电气要求

-开关电源PCB设计要点和电气要求

开关电源PCB设计要点和电气要求在任何开关电源设计中,PCB板的物理设计都是最后一个环节,如果设计方法不当,PCB可能会辐射过多的电磁干扰,造成电源工作不稳定,以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析:一、从原理图到PCB的设计流程建立元件参数->输入原理网表->设计参数设置->手工布局->手工布线->验证设计->复查->CAM输出。

二、参数设置相邻导线间距必须能满足电气安全要求,而且为了便于操作和生产,间距也应尽量宽些。

最小间距至少要能适合承受的电压,在布线密度较低时,信号线的间距可适当地加大,对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距,一般情况下将走线间距设为8mil。

焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm,这样可以避免加工时导致焊盘缺损。

当与焊盘连接的走线较细时,要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状,这样的好处是焊盘不容易起皮,而是走线与焊盘不易断开。

如图:三、元器件布局实践证明,即使电路原理图设计正确,印制电路板设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不利影响。

例如,如果印制板两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声;由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,因此,在设计印制电路板的时候,应注意采用正确的方法。

每一个开关电源都有四个电流回路:(1). 电源开关交流回路(2). 输出整流交流回路(3). 输入信号源电流回路设计输入电流源回路和输入滤波器设计输出负载回路和输出滤波器根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则:(1) 首先要考虑PCB尺寸大小。

PCB尺寸过大时,印制线条长,阻抗增加,抗噪声能力下降,成本也增加;过小则散热不好,且邻近线条易受干扰。

电路板的最佳形状矩形,长宽比为3:2或4:3,位于电路板边缘的元器件,离电路板边缘一般不小于2mm。

(2) 放置器件时要考虑以后的焊接,不要太密集。

开关电源设计时的PCB规范及走线技巧

开关电源设计时的PCB规范及走线技巧

开关电源PCB设计原则及走线技巧一、引言开关电源是一种电压转换电路,主要的工作内容是升压和降压,广泛应用于现代电子产品。

因为开关三极管总是工作在“开”和“关”的状态,所以叫开关电源。

开关电源实质就是一个振荡电路,这种转换电能的方式,不仅应用在电源电路,在其它的电路应用也很普遍,如液晶显示器的背光电路、日光灯等。

开关电源与变压器相比具有效率高、稳性好、体积小等优点,缺点是功率相对较小,而且会对电路产生高频干扰,变压器反馈式振荡电路,能产生有规律的脉冲电流或电压的电路叫振荡电路,变压器反馈式振荡电路就是能满足这种条件的电路。

开关电源分为,隔离与非隔离两种形式,在这里主要谈一谈隔离式开关电源的拓扑形式,在下文中,非特别说明,均指隔离电源。

隔离电源按照结构形式不同,可分为两大类:正激式和反激式。

反激式指在变压器原边导通时副边截止,变压器储能。

原边截止时,副边导通,能量释放到负载的工作状态,一般常规反激式电源单管多,双管的不常见。

正激式指在变压器原边导通同时副边感应出对应电压输出到负载,能量通过变压器直接传递。

按规格又可分为常规正激,包括单管正激,双管正激。

半桥、桥式电路都属于正激电路。

正激和反激电路各有其特点,在设计电路的过程中为达到最优性价比,可以灵活运用。

一般在小功率场合可选用反激式。

稍微大一些可采用单管正激电路,中等功率可采用双管正激电路或半桥电路,低电压时采用推挽电路,与半桥工作状态相同。

大功率输出,一般采用桥式电路,低压也可采用推挽电路。

反激式电源因其结构简单,省掉了一个和变压器体积大小差不多的电感,而在中小功率电源中得到广泛的应用。

在有些介绍中讲到反激式电源功率只能做到几十瓦,输出功率超过100瓦就没有优势,实现起来有难度。

本人认为一般情况下是这样的,但也不能一概而论,PI公司的TOP芯片就可做到300瓦,有文章介绍反激电源可做到上千瓦,但没见过实物。

输出功率大小与输出电压高低有关。

反激电源变压器漏感是一个非常关键的参数,由于反激电源需要变压器储存能量,要使变压器铁芯得到充分利用,一般都要在磁路中开气隙,其目的是改变铁芯磁滞回线的斜率,使变压器能够承受大的脉冲电流冲击,而不至于铁芯进入饱和非线形状态,磁路中气隙处于高磁阻状态,在磁路中产生漏磁远大于完全闭合磁路。

开关电源的PCB布线设计要点

开关电源的PCB布线设计要点

开关电源的PCB布线设计要点1. 引言开关电源是广泛应用于各种电子设备中的一种电源类型,通过开关器件的开关操作实现输入电压到输出电压的变换。

在开关电源的设计过程中,PCB布线的合理设计非常重要,它直接影响着开关电源的性能和可靠性。

本文将介绍开关电源的PCB布线设计要点,帮助设计工程师充分了解开关电源布线设计的关键问题和技巧。

2. PCB布线设计概述PCB布线设计是指将电路连接到PCB上的过程。

开关电源的PCB 布线设计需要考虑以下几个方面:•信号完整性:保证信号传输的稳定性和准确性;•电磁兼容性:减少电磁干扰和提高抗干扰能力;•散热性能:确保开关电源的散热效果良好;•电流回流:合理安排电流回流路径,避免电流集中引起压降过大;•电源分布:优化电源分布,确保各部分电源供应稳定。

下面将从这几个方面详细说明开关电源的PCB布线设计要点。

3. 信号完整性在开关电源的PCB布线设计中,要注意以下几个方面以保证信号完整性:3.1 传输线长度和走向对于高速信号线,应尽量缩短传输线的长度,减少信号的传输延迟和功率损耗。

此外,还需要注意布线时信号线的走向,尽量避免信号线与干扰源的相交和平行布线。

3.2 地线和电源线布局合理布置地线和电源线可以有效降低地回路的电流噪声和电源噪声。

地线和电源线尽量平行布置,并使用大面积的跳线或地线分布可减少回流电流的影响。

3.3 地孔和绕线对于高频信号,应在信号线的连接位置加入地孔,以提高信号的接地效果。

对于较长的信号线,可采用绕线的方式来缩短信号路径,减小信号传输时延。

4. 电磁兼容性开关电源的PCB布线设计要考虑电磁兼容性,以减少电磁辐射和提高抗干扰能力。

4.1 地平面和分割在PCB布线设计中,应尽量保持完整的地平面,减少地回路的面积。

若需要隔离地面,可采用分割地面的方式,以提高电磁屏蔽的效果。

4.2 信号线走向和布线为降低电磁辐射和提高抗干扰能力,信号线尽量与干扰源的走向垂直布线。

开关电源PCB设计要求

开关电源PCB设计要求

开关电源PCB设计要求
开关电源是一种电子电源设备,用于将电源输入变换为特定电压、电
流或功率的输出。

PCB(Printed Circuit Board)则是开关电源的基本组
成部分,用于连接和支持开关电源的各个电子元件。

开关电源PCB设计对
于整个设备的性能和可靠性至关重要。

以下是开关电源PCB设计的一些重
要要求。

1.适配性:
2.布局和层次:
3.热管理:
开关电源通常会产生较大的热量,因此PCB设计必须考虑到热的排散。

在设计阶段应确定散热器的位置和尺寸,并优化散热路径,以确保设备工
作在安全的温度范围内。

4.电源轨迹:
应确保电源轨迹的短且低阻抗,以减少电压降和电源波动。

电源轨迹
也应与地轨迹分离,以减少互相干扰。

此外,应在电源轨迹上增加滤波电容,以降低噪声。

5.输入和输出滤波:
6.信号完整性:
7.EMC兼容性:
8.可维护性:
9.安全性:
总结:
开关电源PCB设计对于设备的性能和可靠性起着重要的作用。

在设计开关电源PCB时,需要考虑适配性、布局和层次、热管理、电源轨迹、输入和输出滤波、信号完整性、EMC兼容性、可维护性和安全性等要求。

理解并遵循这些设计要求将有助于确保开关电源PCB设计的质量和可靠性。

开关电源PCB设计要点及实例分析

开关电源PCB设计要点及实例分析

开关电源PCB设计要点及实例分析开关电源PCB设计要点及实例分析开关电源PCB设计要点及实例分析为了适应电子产品飞快的更新换代节奏,产品设计工程师更倾向于选择在市场上很容易采购到的AC/DC适配器,并把多组直流电源直接安装在系统的线路板上。

由于开关电源产生的电磁干扰会影响到其电子产品的正常工作,正确的电源PCB设计就变得非常重要。

开关电源PCB设计与数字电路PCB设计完全不一样。

在数字电路排版中,许多数字芯片可以通过PCB软件来自动排列,且芯片之间的连接线可以通过PCB软件来自动连接。

用自动排版方式排出的开关电源肯定无法正常工作。

所以,设计人员需要对开关电源PCB设计基本规则和开关电源工作原理有一定的了解。

1 开关电源PCB设计基本要点1.1 电容高频滤波特性图1是电容器基本结构和高频等效模型。

图1 电容器结构和寄生等效串联电阻和电感电容的基本公式是C=Εrε0 (1)式(1)显示,减小电容器极板之间的距离(D)和增加极板的截面积(A)将增加电容器的电容量。

电容通常存在等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)二个寄生参数。

图2是电容器在不同工作频率下的阻抗(ZC)。

图2 电容阻抗(ZC)曲线一个电容器的谐振频率(F0)可以从它自身电容量(C)和等效串联电感量(LESL)得到,即F0= (2)当一个电容器工作频率在F0以下时,其阻抗随频率的上升而减小,即ZC= (3)当电容器工作频率在F0以上时,其阻抗会随频率的上升而增加,即ZC=J2πfLESL(4)当电容器工作频率接近F0时,电容阻抗就等于它的等效串联电阻(RESR)。

电解电容器一般都有很大的电容量和很大的等效串联电感。

由于它的谐振频率很低,所以只能使用在低频滤波上。

钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感,因而它的谐振频率会高于电解电容器,并能使用在中高频滤波上。

瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小,因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器,所以能使用在高频滤波和旁路电路上。

开关电源的PCB布线设计要点

开关电源的PCB布线设计要点

开关电源的PCB布线设计要点开关电源(Switching Power Supply)是现代电子设备中常用的一种电源。

它由高频变压器、开关管等元器件组成,通过将交流变成直流供电,来满足各种类型的电子设备对于特定电压和电流的要求。

在进行开关电源的设计时,PCB布线设计是至关重要的步骤之一,因为合理的布线可以有效地提高电子设备的性能以及稳定性,而糟糕的布线则会导致电子设备出现故障,甚至引起火灾等危险。

因此,在这篇文章中,我们将介绍开关电源的PCB布线设计要点,以便各位设计者在开发开关电源时避免常见的错误。

1. 电源引脚设计开关电源的输入是交流电,输出是直流电,因此,电源引脚的布局是很重要的。

在设计过程中,应该将输入端和输出端的引脚分离,并尽量使用短导线连接。

此外,输入端和输出端应该放在PCB板的两侧,以降低电磁干扰,同时应该在PCB板上标注输入和输出端口。

2.电源地设计:电源地是开关电源工作的关键部分。

将电源地独立出来,并保持与电源输入端和输出端相互分离。

在电源输出端引出的输出电容器的一端应该与电源地衔接,大电容器的负极(-)和电源的负极也应该与电源地衔接。

电源地应该选用大面积的铜箔,并连续布置在整个PCB板上,尽可能缩短接地路径,从而降低线路电阻。

3. PCB板布局设计开关电源有许多元器件,包括变压器、电感、电容等。

在进行PCB布局设计时,应该按照元器件进行分区,避免相互影响和产生电磁干扰。

应用大功率的电容器时要突出考虑均布在PCB两侧,将热量均衡分散,以免电容器高温跑错。

4. PCB布线设计:在进行PCB布线时,应采用短距离连接器设计。

在进行布线之前,应先将元件在PCB上布局好,然后尽可能地使用短距离连接,控制最大的电路平面面积,避免布线太长,从而导致电磁干扰。

特别是对于高频开关管,应该采用短、宽的PCB线路进行布线,以降低线路电阻和电感。

5. 保护电路设计:开关电源自带保护电路,同时在PCB 布线设计中还应该添加相应的保护电路,以确保开关电源在出现异常情况时不会对其他电路进行伤害。

开关电源PCB设计技巧和电气安全规范

开关电源PCB设计技巧和电气安全规范

开关电源PCB设计技巧和电气安全规范随着电子产品的不断进展,开关电源在尺寸、效率和功率密度等方面上都有着不可替代的优势,因此在很多应用场合都得到了广泛应用。

而为了确保开关电源的性能稳定,PCB设计和电气安全规范也显得尤为紧要。

下面将对开关电源的PCB设计技巧和电气安全规范进行认真介绍。

一、PCB设计技巧1. 布局设计布局设计是PCB设计的紧要步骤之一,合理的布局设计能够提高开关电源的性能和稳定性。

实在的设计技巧包括:(1)分区布局:把PCB分为输入电源电路、掌控电路和输出电路三个区域,各自之间相互隔离,减小相互之间影响的可能性。

(2)信号与电源分别:把信号电源与电源输入电路分开设计,降低信号干扰与噪声。

(3)降低阻抗:布线时要避开长距离穿插,削减多而杂转弯,尽量使用直线连接,以降低阻抗。

(4)模块化设计:对于功率较大的开关电源,可以采纳模块化设计,将不同模块之间进行分别以便于维护和升级。

2. 栅极驱动技术开关管的栅极驱动技术直接影响开关电源的效率和牢靠性。

实在技术实现可采纳以下几种方式:(1)外部驱动:使用离线驱动器或隔离栅极驱动器,以保证开关管与掌控器之间的电气隔离。

(2)内部驱动:采纳门极反馈与真实共源到达的驱动方案,可以最大限度削减栅源电容带来的损耗。

(3)正电压封装(DPM)器件:DPM器件驱动器间隙具有推测性自启动功能,以实现高效、轻松且带有恢复、EMI滤波和过压保护的经典栅极驱动方案。

3. 信号隔离技术由于在开关电源设计中需要进行多而杂的电源和掌控电路之间的信息传递,因此在设计中必需采纳先进的隔离技术来保证信号传输的牢靠性和板间安全,例如采纳光耦等隔离元件隔离电路。

4. EMI设计技巧开关电源输出端的电磁干扰(EMI)问题是开关电源设计中的一个紧要课题,其重要包括:(1)磁致噪声:削减磨损导致的垂直磁铁的损耗。

(2)电致噪声:由于沿着PCB边缘布置信号线可帮忙降低电感耦合,以削减EMI的发生。

(完整版)反激式开关电源的设计方法

(完整版)反激式开关电源的设计方法

1 设计步骤:1.1 产品规格书制作1.2 设计线路图、零件选用.1.3 PCB Layout.1.4 变压器、电感等计算.1.5 设计验证.2 设计流程介绍:2.1 产品规格书制作依据客户的要求,制作产品规格书。

做为设计开发、品质检验、生产测试等的依据。

2.2 设计线路图、零件选用。

2.3 PCB Layout.外形尺寸、接口定义,散热方式等。

2.4 变压器、电感等计算.变压器是整个电源供应器的重要核心,所以变压器的计算及验证是很重要的,2.4.1 决定变压器的材质及尺寸:依据变压器计算公式Gauss x NpxAeLpxIp B 100(max ) ➢ B(max) = 铁心饱合的磁通密度(Gauss)➢ Lp = 一次侧电感值(uH)➢ Ip = 一次侧峰值电流(A)➢ Np = 一次侧(主线圈)圈数➢ Ae = 铁心截面积(cm 2)➢B(max) 依铁心的材质及本身的温度来决定,以TDK FerriteCore PC40为例,100℃时的B(max)为3900 Gauss ,设计时应考虑零件误差,所以一般取3000~3500 Gauss 之间,若所设计的power 为Adapter(有外壳)则应取3000 Gauss 左右,以避免铁心因高温而饱合,一般而言铁心的尺寸越大,Ae 越高,所以可以做较大瓦数的Power 。

2.4.2 决定一次侧滤波电容:滤波电容的决定,可以决定电容器上的Vin(min),滤波电容越大,Vin(win)越高,可以做较大瓦数的Power ,但相对价格亦较高。

2.4.3 决定变压器线径及线数:变压器的选择实际中一般根据经验,依据电源的体积、工作频率,散热条件,工作环境温度等选择。

当变压器决定后,变压器的Bobbin 即可决定,依据Bobbin 的槽宽,可决定变压器的线径及线数,亦可计算出线径的电流密度,电流密度一般以6A/mm 2为参考,电流密度对变压器的设计而言,只能当做参考值,最终应以温升记录为准。

反激式开关电源设计资料要点

反激式开关电源设计资料要点

反激式开关电源设计资料要点首先是输入电源。

反激式开关电源一般采用交流输入电源,所以需要对输入电源进行整流和滤波。

整流可以选择单相或三相整流桥,滤波可以采用电感和电容组成的LC滤波器。

其次是开关电源芯片的选取。

芯片的选取会影响到整个电源的性能和稳定性。

在选择芯片时需要考虑输出功率、输入电压范围、工作频率、失效保护等因素。

常见的芯片供应商有TI、ST和ON等。

然后是开关电源的工作原理。

反激式开关电源通过开关管的开关动作使得电源能够从输入端向输出端传输能量。

在整个工作过程中,需要将输入电压转换为输出电压,同时实现能量的传输和存储。

接下来是功率开关管的选取。

功率开关管决定了开关电源的输出功率,同时也会影响到电源的效率和稳定性。

常见的功率开关管有MOSFET和IGBT,一般会根据需求进行选取。

此外,还需要考虑输出电压稳定性和负载能力。

输出电压稳定性是指电源在负载变化时输出电压的波动程度。

负载能力是指电源在负载变化时输出电流的能力。

这两个指标是评估电源性能的重要指标,可以通过调整反激式开关电源的控制电路来实现。

最后,还需要进行反激式开关电源的保护设计。

在工作过程中需要考虑过流保护、过压保护、过温保护等功能。

这些保护功能可以提高电源的可靠性和安全性。

综上所述,反激式开关电源设计的要点包括输入电源、芯片选取、工作原理、功率开关管选取、输出电压稳定性和负载能力、保护设计等方面。

设计时需要综合考虑这些要点,以满足实际应用需求,并提高电源的性能和稳定性。

开关电源PCB设计技巧和电气安全规范

开关电源PCB设计技巧和电气安全规范

开关电源PCB设计技巧和电气安全规范前言开关电源是现代电子电路中常用的电源之一,它具有体积小、重量轻、效率高等诸多优点,因此在各种电子产品中广泛应用。

本文将介绍开关电源PCB设计的一些技巧和电气安全规范。

PCB设计技巧PCB布局在开关电源的PCB设计中,布局是非常重要的一步。

开关电源中存在较高的电压和当前,若设计不当,不仅会影响电源的性能,还可能会引起电路的故障和事故。

以下是一些布局的注意事项:1.尽量减少硬件环路:开关电源的PCB设计中,需要保证信号的完整性和系统的可靠性。

为避免回路中的干扰,应尽量缩短回路。

例如,可以将负载和输出电容置于开关管旁边,以缩短输出回路。

另外,在高速数字电路和模拟集成电路中也要注意减小环路。

2.分割地面:在PCB的布局中,要尽量避免地面产生共模反馈。

可以通过分割地面或者使用机械段的方法来达到这个目的。

当分割地面使得布线变得复杂时,可以使用地面隔离来解决此问题。

3.引脚和过孔布局:在开关电源PCB设计中,为保证导线布线的简单,建议引脚和过孔布局要简单、紧凑。

建议将所有过孔设计成圆形,因为圆形孔是最容易钻的孔型。

PCB布线在进行PCB布线时,应采取合理的布线策略,以保障信号的完整性和系统的可靠性。

1.线宽和距离:在进行PCB布线时,线宽和距离是非常重要的,它们直接影响到信号的完整性、系统的可靠性和效率。

因此,需要根据具体的电路要求和信号传输的频率来进行选择。

一般来说,在高速信号的传输中,线宽应该大于等于0.3mm,距离应该大于等于6.35mm。

2.简化布线:在PCB进行布线时,尽量简化布线,缩短信号的传输距离、减少信号的变形和抖动。

此外,应尽量使用直线布线,避免出现锯齿形状的布线,这样可以减小信号的传输延迟和噪声。

3.地线分类:在布局和布线中,通常会同时存在多条地线,为避免互相干涉,可以将所有地线分为两类:信号地和功率地。

信号地主要承载信号的返回接地,功率地主要承载电路中大电流的回流。

开关电源PCB设计要点总结

开关电源PCB设计要点总结

PCB设计是开关电源设计非常重要的一步,对电源的电性能、EMC、可靠性、可生产性都有关联。

当前开关电源的功率密度越来越高,对PCB布局、布线的要求也越发严格,合理科学的PCB设计让电源开发事半功倍,以下细节供您参考。

一、布局要求PCB布局是比较讲究的,不是说随便放上去,挤得下就完事的。

一般PCB布局要遵循几点:图13、放置器件时要考虑以后的焊接和维修,两个高度高的元件之间尽量避免放置矮小的元件,如图2所示,这样不利于生产和维护,元件之间最好也不要太密集,但是随着电子技术的发展,现在的开关电源越来越趋于小型化和紧凑化,所以就需要平衡好两者之间的度了,既要方便焊装与维护又要兼顾紧凑。

还有就是要考虑实际的贴片加工能力,按照IPC-A-610E的标准,考虑元件侧面偏移的精度,不然容易造成元件之间连锡,甚至由于元件偏移造成元件距离不够。

图2图36、高频脉冲电流流过的区域要远离输入、输出端子,使噪声源远离输入、输出口,有利于提高EMC性能。

图4如图4所示,左图变压器离入口太近,电磁的辐射能量直接作用于输入输出端,因此,EMI测试不通过。

改为右边的方式后,变压器远离入口,电磁的辐射能量距输入输出端距离加大,效果改善明显,EMI测试通过。

7、发热元件(如变压器,开关管,整流二极管等)的布局要考虑散热的效果,使得整个电源的散热均匀,对温度敏感的关键元器件(如IC)应远离发热元件,发热较大的器件应与电解电容等影响整机寿命的器件有一定的距离。

8、布板时要注意底面元件的高度。

例如对于灌封的DC-DC电源模块来说,因为DC-DC模块本身体积就比较小,如果底面元件的高度四边不平衡,灌封的时候会出现两边引脚高度一边高一边低的现象。

图59、布局的时候要注意控制引脚的抗静电能力,相应的电路元件之间的距离要足够,例如Ctrl引脚(低电平关断),其电路不像输入、输出端那样具有电容滤波,所以抗静电能力是整个模块最弱的,一定要确保有足够的安全间距。

开关电源在PCB设计时应该注意什么,这8个经验太有用了

开关电源在PCB设计时应该注意什么,这8个经验太有用了

开关电源在PCB设计时应该注意什么,这8个经验太有用了其实对于一个开关电源工程师而言PCB的绘制过程其实是对开关电源性能影响至关重要的部分,如果你不能很好的Layout的话,整个电源很有可能不能正常工作,最小问题也是稳波或者EMC过不去这是别人家的成品开关电源,模组,我会以这个电源模组的设计重点给大家讲一些点的。

经验一,安规走线间距如果你不按照这个做,耐压测试一定是过不了的,因为高电压,会直接空气击穿。

注意保险丝之前的距离是比较远的,要求3mm以上,这就是为啥保险丝都会放在电路最前端的原因。

第二个要注意的是就算安规没有写,如果两根走线太近,正常工作也依然会击穿的,两根1mm间距的PCB外层耐压是200V 所以一般220v交流或者310V直流的走线距离至少2mm以上,我一般都是在2.5mm以上的。

这些器件都是有安规要求的,说白了,就是两个器件有最小尺寸需求的,太小的器件其实是不可能过安规的,能明白吗?这就是所谓的开关电源PCB工程师实质上是带着镣铐在跳舞的原因。

开关电源变压器的骨架,同样是为了符合安规所以要有严格的把关。

尤其是初级,到次级的距离,小功率变压器是必须飞线的。

飞线的长度也要设计一下,如果飞线太细,耐压可能会受到影响,而如果飞线太长,会有可能对外辐射电磁信号,EMC过不了,所以需要在规格书里面详细写清楚,PCB绘制的时候,飞线的焊盘一定要注意,不能太妖孽。

经验二,电流走向这个其实很少有真的被提及,其实原因也很简单。

很多人不注意啊。

看着两个设计,这部分RV1压敏电阻到后面x2电容之间,走线为什么故意这样绕着走,而不是直接覆铜全部连起一片?注意这里保险丝之后,接压敏电阻VR1再接x2电容的走线,完全是绕了一个弯这是为什么?理由很简单,不让电流在PCB上面有回头路可以走。

电流只走阻抗最小的部分,如果直接覆铜,必经的元器件就有可能会被跳过,所以这样做不可以。

同样的,这里的电解电容,一样是为了不让电流绕过必经的电容,直接流到负载上。

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反激式开关电源PCB设计要点
反激电源整体原理图如图1所示。

图1开关电源从市电火线L和零线N进来后,有一个电流较大的保险管,如图1所示。

这是因为板子上有其他市电交流负载,如交流电机等,当负载电流过大时,保护电路。

该保险管电流参数需要根据实际负载功率计算选择。

保险管后有一个压敏电阻(如图2所示),用于抑制浪涌和瞬时尖峰电压,当其两端电压高于其阈值时,压敏电阻值迅速下降,从而流过大电流,保护后级电路。

在压敏电阻后又有一个电流较小的保险管(如图2所示),这才是真正针对板子开关电源的过流保护,防止电源电流过大,保护电路。

保险管后的NTC电阻(如图2所示),用于抑制开机时的浪涌电流,因为刚开机时,NTC温度较低,电阻值很大,抑制电流过大;当在电流作用下,NTC电阻温度升高,电阻值下降到很小,不影响正常工作电流。

安规X电容(如图2所示)用于滤除市电的差模干扰,其后的3个电阻主要用于给X电容放电,以符合安规要求,防止在切断市电输入时,人手触摸到金属
端子有触电感。

使用多个电阻的原因是分散承受电压和功率。

共模电感(如图2所示)用于滤除共模干扰电流。

图2输入电容EC1在行业上有个3uF/W的通用原则,但需要注意的是该功率是输入功率而非输出功率,假设输出功率12W,效率为80%,则输入功率为15W,则输入电容至少为45uF,如图8所示。

由于反激电源演变自Buck-Boost,其输入回路和输出回路均是电流不连续路径,因此均要控制回路面积越小越好。

输入电容EC1要靠近电源芯片,如图3所示。

同理,输出整流二极管和输出电容也应该靠近变压器。

图3RCD钳位电路用于吸收开关管关断时的Vds高压,防止损坏MOS 管(电源芯片)。

Layout时需将电容靠近变压器,电阻次之,如图4所示。

图4光耦用于反馈输出电压,并进行隔离,II型补充设计原理图参考上述的文章,在此不再赘述。

光耦反馈回路的初级GND最好不要和大电流路径的初级GND共用,以免受到干扰影响导致输出电压波动,因此采用单独拉一根GND地线到EC1的公共地,形成单点接地,如图5所示。

图5并联于输出整流二极管两侧的RC阻容吸收回路,用于抑制二极管在高频通断情况下产生的EMI,因为二极管在导通瞬间会产生电压尖峰(电场),在关断瞬间会产生电压尖峰和电流尖峰(磁场)。

输出电容EC2和EC3要注意均流设计,如图6所示,两个电容的电流路径是基本等长的,以避免某个电容因过流而提前失效。

图6输出电压反馈节点需要从末端电容取出,以提高电压稳定精度,如图7所示。

图7
图8。

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