經(jīng)驗(yàn)竅門：教你設(shè)計(jì)低功耗、低噪聲電源電路

在開關(guān)閉合期間，電感存儲(chǔ)能量；在開關(guān)斷開期間，電感釋放能量，所以電感L叫做儲(chǔ)能電感。二極管D在開關(guān)斷開期間，負(fù)責(zé)給電感L提供電流通路，所以二極管D叫做續(xù)流二極管。

在實(shí)際的開關(guān)電源中，開關(guān)K由三極管或場效應(yīng)管代替。當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電流很小;當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電壓很小，所以發(fā)熱功率U×I就會(huì)很小。這就是開關(guān)電源效率高的原因。

升壓式DC/DC變換器原理：

升壓式DC/DC變換器主要用于輸出電流較小的場合，只要采用1~2節(jié)電池便可獲得3~12V工作電壓，工作電流可達(dá)幾十毫安至幾百毫安，其轉(zhuǎn)換效率可達(dá)70%-80%。

升壓式DC/DC變換器的基本工作原理如圖所示。

升壓式DC/DC變換器原理：

升壓式DC/DC變換器主要用于輸出電流較小的場合，只要采用1~2節(jié)電池便可獲得3~12V工作電壓，工作電流可達(dá)幾十毫安至幾百毫安，其轉(zhuǎn)換效率可達(dá)70%-80%。

升壓式DC/DC變換器的基本工作原理如圖所示。

圖1：基于基本設(shè)計(jì)原則的布線模式；圖2：升壓電路的PCB設(shè)計(jì)示例。圖3：降壓電路的PCB設(shè)計(jì)示例 設(shè)計(jì)原則

印制線走線方式和元器件的放置常常會(huì)影響電路的性能。以下提出了接地線設(shè)計(jì)的四個(gè)原則：

1. 用平面布線方式(planar pattern)接地；

2. 用平面布線方式接電源線；

3. 按電路圖中的信號(hào)電流走向依序逐個(gè)放置元器件；

4. 實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)在應(yīng)用時(shí)不應(yīng)做任何調(diào)整，即使受板的尺寸或其它因素影響也應(yīng)原樣復(fù)制數(shù)據(jù)。

在設(shè)計(jì)中注意以上原則和要點(diǎn)，可以減少電路噪聲和信號(hào)干擾。除了以上的基本原則外，在設(shè)計(jì)銅線走線模式和元件放置時(shí)應(yīng)謹(jǐn)記以下兩點(diǎn)：布線之間會(huì)產(chǎn)生雜散電容;連線長度會(huì)產(chǎn)生阻抗。在設(shè)計(jì)中注意線間雜散電容和縮短布線長度有利于消除噪聲，減少輻射的產(chǎn)生。

在上面的幾個(gè)基本原則基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)工程師應(yīng)注意以下幾點(diǎn)(參見圖1)：

1. 根據(jù)電路原理圖進(jìn)行元件的布局，輸入電流線和輸出電流線應(yīng)進(jìn)行區(qū)別；

2. 合理放置元器件，保證它們之間的連線最短，以減少噪聲；

3. 在電壓變化很大和流過大電流的地方應(yīng)小心設(shè)計(jì)以降低噪聲；

4. 如果電路中采用了線圈和變壓器，必須小心進(jìn)行連接；

5. 電路設(shè)計(jì)時(shí)，將元器件放置在同一方向，便于回流焊接；

6. 元器件間或元器件焊盤和焊盤間必須保證0.5毫米以上的間隙，避免出現(xiàn)橋接。

PCB設(shè)計(jì)示例

a. 升壓轉(zhuǎn)換器模式布線方式

在升壓轉(zhuǎn)換器中，輸出電容(CL)的位置比其它元件更重要，參考圖2。建議在PCB設(shè)計(jì)時(shí)注意以下兩點(diǎn)：