PCB電源設(shè)計(jì)中需要考慮哪些因素?

你有沒(méi)有想過(guò)在pcb內(nèi)部如何傳遞能量來(lái)給我們的電器供電？在一塊PCB板上有太多的微小元件，設(shè)計(jì)如此復(fù)雜的電源來(lái)給每一個(gè)元件供電，需要極大的技巧、時(shí)間和精力。而且，隨著電路設(shè)計(jì)密度和復(fù)雜度的增加，設(shè)計(jì)的復(fù)雜性也越來(lái)越大。只有完美的電源設(shè)計(jì)才能克服這一挑戰(zhàn)。但是，為了一個(gè)完美的設(shè)計(jì)，所有可能的問(wèn)題都需要處理。一些需要解決的問(wèn)題包括電磁干擾、元件選擇、減小電流回路以及處理大電流的跟蹤設(shè)計(jì)。此外，電壓、電流和熱損失等許多重要參數(shù)也需要考慮。讓我們來(lái)看看PCB電源設(shè)計(jì)的五個(gè)最重要的考慮因素。

考慮因素1–選擇正確的調(diào)節(jié)器

您需要從兩種類型的電源調(diào)節(jié)器中選擇-線性和開(kāi)關(guān)模式。線性調(diào)節(jié)器可以提供低噪音輸出，但散熱高，這需要冷卻系統(tǒng)。它們需要的輸入電壓高于所需的輸出電壓，而高散熱也會(huì)降低效率。另一方面，開(kāi)關(guān)模式調(diào)節(jié)器在大電流范圍內(nèi)是高效的，因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)在電感器中暫時(shí)存儲(chǔ)能量，然后在不同的開(kāi)關(guān)時(shí)間以不同的電壓釋放能量，從而將一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換成另一個(gè)電壓。這種開(kāi)關(guān)噪聲會(huì)引起響應(yīng)峰值。

考慮2–熱管理

當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，會(huì)放出熱量，但這種熱量取決于元件的功率水平、阻抗和特性。選擇好的調(diào)節(jié)器可以減少這種散熱。除此之外，還必須確保電子電路在較低溫度下工作，以提高效率，這可以通過(guò)使用適當(dāng)?shù)睦鋮s方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些可能包括散熱器、風(fēng)扇、熱電冷卻器和熱通孔。散熱片最好與線性調(diào)節(jié)器一起使用；熱通孔可用于高功率額定組件附近；或者風(fēng)扇納入設(shè)計(jì)中，以確保強(qiáng)制冷卻。

考慮3–選擇正確的電容器

電容器用于在設(shè)備的電流需求中提供短峰值。解耦可以降低電源和接地之間的阻抗。因此，去耦電容器充當(dāng)二次電源，提供電路所需的電流。旁路電容器是另一種選擇，它可以繞過(guò)噪聲并減少電源母線的波動(dòng)。

考慮4–電源完整性

電源設(shè)計(jì)的電源完整性應(yīng)得到保證，這是向電路輸送的電能質(zhì)量。電源完整性是衡量電源在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)截?fù)載的有效性，確保電路和設(shè)備獲得適當(dāng)?shù)碾娫?，從而?shí)現(xiàn)電路的預(yù)期性能。為了實(shí)現(xiàn)這樣的電源完整性，需要借助模擬工具來(lái)管理電源噪聲，這些工具可以估計(jì)電壓降，識(shí)別電路中高電流，并建議放置去耦電容器。

考慮因素5–頻率響應(yīng)

當(dāng)電源從空載變?yōu)闈M載時(shí)，電壓輸出在恢復(fù)正常電壓前會(huì)短暫下降。在電壓恢復(fù)正常之前，輸出也可能振蕩一段時(shí)間。如果這些振蕩超出限制，那么調(diào)整輸出電容器和補(bǔ)償電容器就變得非常重要。當(dāng)電源從滿載變?yōu)榭蛰d時(shí)，也可能發(fā)生這些振蕩。為了更好地對(duì)此作出響應(yīng)，必須確保選定的零部件在設(shè)計(jì)約束范圍內(nèi)。但是，交流和直流電路應(yīng)該分開(kāi)考慮。
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