電源設(shè)計(jì)技巧：如何找到電源開關(guān)回路

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

當(dāng)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(yùn)行敏感信號。換言之，不要在開關(guān)節(jié)點(diǎn)下運(yùn)行反饋跟蹤。

確保功率載荷跟蹤和接地層大小足以支持當(dāng)前的電流。

盡量保持至少一個(gè)連續(xù)的接地層。

使用足夠的通孔（通常以每個(gè)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(gè)示例。

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圖1：降壓電源原理圖和布局

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(shí)和控制開關(guān)斷開時(shí)。當(dāng)控制開關(guān)接通時(shí)，電流從輸入流至電感器。當(dāng)控制開關(guān)斷開時(shí)，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(biāo)記為“高頻回路”，并以藍(lán)色顯示。您布局的首要目標(biāo)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(diǎn)，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?fù)浣Y(jié)構(gòu)。規(guī)程的各個(gè)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(gè)人都有自己的方式，而且很多時(shí)候也會起效。需要確保的一點(diǎn)是，在您確定功率級的零件位置時(shí)，首先確定高頻開關(guān)回路；這樣您便可為自己節(jié)約時(shí)間、免除煩惱。

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