一般情形的電源分配問題
如果電源系統(tǒng)出現(xiàn)下面所列的現(xiàn)象,可以試試這些有益的提示。這不是一個完整的解決方案,但是應(yīng)該可以幫助你開始解決問題。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/177462.htm1、TTL-ECL混合系統(tǒng)中隨機(jī)ECL錯誤
在一個系統(tǒng)中、如果不考慮系統(tǒng)設(shè)計結(jié)果而混合使用TTL和ECL,這并不是個好主意。與ECL電路相比,TTL電路在電源線上會引起更多的噪聲。而同時,ECL電路對電源被動更敏感。一個典型的特征就是這些ECL電路會出現(xiàn)隨機(jī)錯誤。
有關(guān)的提示如下:
首先確保TTL和ECL信號彼此清晰獨(dú)立,這樣解決了直接串?dāng)_的問題。保持其間距至少等于走線距地平面高度的8倍。
如果TTL使用+5V,而ECL使用-5.2V,則會非常有利,電源系統(tǒng)已經(jīng)被分開了,假定已經(jīng)有了一個完整的地平面,TTL噪聲泄漏進(jìn)ECL系統(tǒng)的機(jī)會將很小。如果沒有完整的地平面。那就加一個。一個有能力的設(shè)計工作室很快就能增加一個地平面。加上地平面后,再做一次設(shè)計,看看它是否有效工作。
一些設(shè)計者TTL和ECL電路都使用+5V。作為ECL電路。這不是最佳的工作電壓。但是能夠工作。如果可能,切斷TTL區(qū)域的時鐘,確定從TTL區(qū)域是否有泄漏的噪聲引起ECL錯誤。
為了減少噪聲泄漏,從物理上把TTL和ECL區(qū)域的設(shè)計分開。然后,把+5V平面(不是地)一分為二,把印刷電路板分成TTL和ECL兩個分離的區(qū)域。電路板的主電源輸入應(yīng)該是TTL一側(cè)。保持地平面的完整,確保沒有長的信號走線穿越兩個+5V區(qū)域的邊界,然后在兩個+5V平面之間連接一個有足夠電流負(fù)載能力的1UH電感。這將會限制進(jìn)入ECL系統(tǒng)的TTL噪聲的數(shù)量。
為了保證最大的可靠性,兩個部分之間的信號傳輸使用差分信號。
2、分配線中的壓降過大
當(dāng)通過長的引線向多個印刷電路板提供電源的時候,通常沒有合適的位置來安裝電源供電的遠(yuǎn)端傳感線。
如果電源分配線的阻抗太大,每塊印刷電路板的局部電壓將會不一致。
有關(guān)的建議如下:
先粗略分配直流電源,然后在每塊印刷電路板上重新進(jìn)行本地調(diào)整。這需要在每塊板子上有本地調(diào)整電路,在每塊板子上配置一個+8V的線性穩(wěn)壓電源,并配置一個+40V的形狀穩(wěn)壓電源。
分配直流電源采用可調(diào)整的方式,但是電壓要高,這樣就降低了由于每條線的電流衰減導(dǎo)致的電源電壓下降。然后,在每塊印刷電路板上加一個直流-直流轉(zhuǎn)換器。如果直流-直流穩(wěn)壓器非常穩(wěn)定,則不必重新調(diào)整。
采用多相調(diào)整的形式分配高電壓交流電,使其波頂部平坦。每塊印刷電路板上本地至少使用兩個變壓器,以高速交流電流。通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計,頂部平坦的波形將較好地重疊,只需要很少的輸出濾波電容。頂部平坦的高頻波形不需要非常大的變壓器。一種與汽車交流發(fā)電機(jī)類似的機(jī)制,可以產(chǎn)生這樣頂部平坦的波形。其采用磁場旋轉(zhuǎn)來調(diào)整輸出電壓,通過軸上的一個大的飛輪來控制短暫的電流通斷。
3、插入電路板時的電源脈沖干擾
有些系統(tǒng)必須允許使用者在電路板運(yùn)行時進(jìn)行插入和拔出操作。當(dāng)一塊電路板插入一個工作背板的時候,由于板上的旁路電容要充電到滿電壓,它要吸收巨大的電流。這些電流大部分從其他電路板上的旁路電容汲取。其結(jié)果是在電源線中不可避免地引起一個脈沖干擾。
有關(guān)的提示如下:
在每塊電路板上使用最小的旁路電容。在背板上直接連接一個大的旁路電容。只有當(dāng)每塊電路板上旁路電容的引腳電感加上電源分配布線的電感遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于背板大電容的引腳電感時,板上的電容才工作。
在每塊電路板的電源引腳上專門串聯(lián)一些電感。在背板上直接連接一個大的旁路電容。這樣的效果比前面的方法要好一些,因為增加了每塊電路板的電感。
采用一個主動調(diào)整電路,使電路慢慢地施加到每塊電路板上??梢杂靡粋€大的開關(guān)場效應(yīng)晶體管在每塊電路板上塔一個激活電路。場效應(yīng)晶體管慢慢地施加電源,降低了DI/DT,因此減少了電源供電脈沖干擾。10PS的充電時間可以解決絕大部分問題。
慢啟動的場效應(yīng)晶體管開關(guān),又稱軟啟動電路,經(jīng)常會導(dǎo)致太多的壓降。為了解決壓降問題,可以在印刷電路板上使用兩個電源引腳連接,使電路板充電到大約4.5V,第二個引腳直接連接到電源總線,使電路板完全充電到+5V。我們沒對第二個脈沖干擾進(jìn)行保護(hù),但是與其他方式相比,它的大小只是其十分之一。
4、電源分配線的EMI輻射
電源線中的電流變化容易導(dǎo)致數(shù)字產(chǎn)品的輻射。這個電磁輻射可能超過FCC標(biāo)準(zhǔn)限制。
有關(guān)的提示如下:
使用比較好的旁路電容來限制每塊電路板上變化電流的泄漏。
在電源線上串聯(lián)一個共模扼流圈,以限制線路上的共模電流。
走線盡量靠近,限制電磁輻射的區(qū)域。
用一個完整的金屬屏蔽罩罩住電源線,屏蔽罩的兩端連接到機(jī)殼地。
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