PCB中电源的处理
众所周知:(1)在电源、地线之间要加 去耦电容;(2)尽量加宽电源线和地线,关系是:地线>电源线>信号线。通常信号线宽设定为:0.2~0.3mm,最细可达0.05~0.07mm,电源线一般为1.2~2.5mm。
数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路,即构成一个地网来使用 (模拟电路的地不能这样使用)。用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用 或是 做成多层板,电源、地线各占用一层。
-48V电源电路设计注意事项:
1)按照功能模块布局,电源流向明晰,避免输入、输出交叉布局;
2)先防护、后滤波,防护通道线宽≥50MIL;
3)各自功能模块相对集中、紧凑,严禁交叉、错位。(例如:模块电源的CASE管脚上的电容靠近CASE管脚放置,且CASE管脚到电容的连线短而粗);
4)整个电源通路布线(或铜箔)宽度满足载流能力要求,且≥50MIL;
5)-48V、BGND在满足安规的前提下,并行、相邻布线,在相邻层铺铜(或相邻电源、地平面上分割)为佳;
6)从-48V/BGND输入到DC/DC的输入侧,除对应的-48V/BGND/PGND的平面外,所有电源、地平面挖空,接口电源对应区域无其它走线,尤其是共模线圈的下面不能有任何走线、平面穿过;
7)其它网络走线、过孔和铺铜必须距-48V网络的走线、过孔和铺铜2~3mm(约78.74mil~118.11mil),在平面层也需同样间距处理;
8)VCC输出滤波电路靠近DC/DC的输出放置。
开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、变换器、输出滤波器、控制电路、保护电路。PCB上使用的开关电源一般由板外输入的是DC电源,一般会省略输入电网滤波器、输入整流。
2.1 主电路
(1)输入滤波器:其作用是将电网存在的杂波过滤,同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网;
(2)整流与滤波:将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电,以供下一级变换;
(3)逆变:将整流后的直流电变为高频交流电,这是高
频开关电源的核心部分,频率越高,体积、重量与输出功率之比越小;
(4)输出整流与滤波:根据负载需要,提供稳定可靠的直流电源。
2.2控制电路
一方面从输出端取样,经与设定标准进行比较,然后去控制逆变器,改变其频率或脉宽,达到输出稳定,另一方面,根据测试电路提供的数据,经保护电路鉴别,提供控制电路对整机进行各种保护措施。
2.3检测电路
除了提供保护电路中正在运行中各种参数外,还提供各种显示仪表数据。有三种方式:
一、脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,缩写为PWM)开关周期恒定,通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。 二、脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,缩写为PFM)导通脉冲宽度恒定,通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。
三、混合调制。导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定,彼此都能改变的方式,它是以上二种方式的混合。
开关电源PCB设计原则:
1)布局尽量紧凑,布线尽量粗短 2)大电流通道和载流能力 3)分清交流通路,减少噪声。
4)大电流输入输出共地采样反馈和调制输出远离电感和噪声区域。