電源布局與開關(guān)回路的識別

在成功的電源設(shè)計中，電源布局是其中最重要的一個環(huán)節(jié)。但是，在如何做到這一點方面，每個人都有自己的觀點和理由。事實是，很多不同的解決方案都是殊途同歸;如果設(shè)計不是真的一團糟，多數(shù)電源都是可以正常工作的。

當然，這其中也有一些通用性規(guī)則，例如：

不要在快速切換信號中運行敏感信號。換言之，不要在開關(guān)節(jié)點下運行反饋跟蹤。

確保功率載荷跟蹤和接地層大小足以支持當前的電流。

盡量保持至少一個連續(xù)的接地層。

使用足夠的通孔(通常以每個通孔1A開始)，將接地層相連。

除了這些基本的布局規(guī)則，我通常首先會識別開關(guān)回路，然后確定哪些回路具有高頻開關(guān)電流。圖1所示為針對降壓電源(原理圖和布局)的簡化功率級的一個示例。

降壓電源中存在兩種狀態(tài)(假定連續(xù)傳導(dǎo)模式)：控制開關(guān)(Q1)接通時和控制開關(guān)斷開時。當控制開關(guān)接通時，電流從輸入流至電感器。當控制開關(guān)斷開時，電流繼續(xù)在電感器流動并流經(jīng)二極管(D1)。電流連續(xù)輸出。

但是存在輸入脈沖電流，這是您在布局中需要關(guān)注的部分。在圖1中，此回路被標記為“高頻回路”，并以藍色顯示。您布局的首要目標是將Q1、D1和輸入電容與最短、最低電感回路連接。該回路越小，開關(guān)產(chǎn)生的噪聲便越低。如果忽略這一點，電源將不能有效工作。

識別開關(guān)回路的規(guī)程適用于所有的電源拓撲結(jié)構(gòu)。規(guī)程的各個步驟分別是：

在接通狀態(tài)確定電流通路。

在斷開狀態(tài)確定電流通路。

找到連續(xù)電流的位置。

找到斷續(xù)電流的位置。

盡量減少斷續(xù)電流環(huán)路。

此列表中列出了給定功率級配置的關(guān)鍵回路：

降壓——輸入電容回路。

升壓——輸出電容回路。

反相降壓 - 升壓——輸入和輸出電容回路。

反激——輸入和輸出電容回路。

Fly-Buck?——輸入電容回路。

SEPIC——輸出電容回路。

Zeta——輸入電容回路。

正激、半橋、全橋——輸入電容循環(huán)。

電源布局正如一種藝術(shù)形式一般，每個人都有自己的方式，而且很多時候也會起效。需要確保的一點是，在您確定功率級的零件位置時，首先確定高頻開關(guān)回路;這樣您便可為自己節(jié)約時間、免除煩惱。