认识了解开关电源和布线规则技巧

开关电源是日常电源应用中最常见的现代电子供电商品之一。与线性电源不同，开关电源中使用的转换晶体管大多在全开模式（饱和区）和全闭模式（截止区）之间转换。这两种方法都具有低损耗的特点。转换之间的转换会有较高的损耗，但时间不长，因此节能，产生较少的废热。理想上，开关电源本身不会消耗电能。电压稳压是通过调节晶体管导通和短路时间来实现的。相反，在产生输出电压的过程中，晶体管在放大区域工作，本身就会消耗电能。开关电源的高转换效率是一个很大的优势，由于开关电源输出功率高，可以使用超小、轻重量变压器，因此开关电源的尺寸将低于线性电源，净重将相对较轻。
如果考虑到电源的高效率、体积和重量，开关电源优于线性电源。然而，开关电源更为复杂，内部晶体管将经常转换。如果转换电流没有得到解决，噪声和干扰信号可能会影响其他设备，如果开关电源没有特殊设计，其电源功率因素可能不高。

在处理开关电源的布线时，我们仍需注意以下事项：
1、基本参数
相邻导线之间的距离必须符合用电安全规定，间隔应尽可能宽，以便于操作和生产。最小间隔应至少适用于电压。当接线密度较低时，信号线间距可以适当增加。对于高低电平相差较大的电源线，间隔应尽可能短，间隔应增加。一般情况下，配线间距应设置为8mil。焊层内孔边缘与PCB板边缘的距离应大于1mm，以防止焊层在加工过程中出现缺陷。当与焊层相连的导线较薄时，焊层与导线之间的连接应设计成水滴。这样做的好处是焊层不易脱落，布线和焊层不易断裂。
2、元器件布局
实践证明，即使电路设计图纸设计正确，PCB电路板设计不当也会对电子设备的稳定性产生不利影响。例如，如果PCB电路板的两条细直线相互靠近，则会形成信号波形的延迟，并在传输线的末端形成反射噪声；因为无论电源和接地线的影响如何，都会降低产品的性能。因此，在规划PCB电路板时，应选择正确的方法。
每个开关电源有四个电流回路(1)、电源开关交流电路(2)、导出整流器交流电路(3)、输入信号源电流回路(4)、输出负载电流回路
输入电路根据类似的直流电流向输入电容器充电，滤波电容器在宽带储能中起着关键作用；同样，导出滤波电容器也用于存储导出整流器的高频能量，并清除输出负载的直流电能电路。因此，输入和输出滤波电容器的端子是非常重要的。输入输出电流电路需要从滤波器电容器的端子连接到电源；如果输入/输出电路与电源开关/整流器电路之间的连接不能相互连接到电容器的端子，则输入或导出滤波器电容器的交流动能将辐射到环境中。
电源开关和整流器的交流电路含有高振幅梯形电流。这些电流的谐波成分非常高，其频率远远大于开关的基频。峰值振幅可高达连续输入/导出直流电流振幅的5倍，过渡时间通常在50ns左右。这两种电路都容易产生干扰信号。因此，这些交流电路必须铺设在电源中的其他印刷线路之前。各电路的滤波电容器、功率开关或整流器、电感或变压器应放置在附近，并调整设备的位置，使其之间的电流通路尽可能短。
3、走线开关电源含有高频信号。任何印刷线路板上的印刷线都能起到天线的作用。印刷线的长度和总宽度会影响阻抗和电感电抗，进而影响频率响应。即使是根据直流信号的印刷线也可以与相邻印刷线的射频信号联系起来，导致电路问题（甚至再次辐射电磁干扰）。因此，所有根据交流电流设计的印刷线路应尽可能短、宽，这意味着所有连接到印刷线路和其他电源线的部件必须放在一起。印刷线的长度与电感和阻抗正相关，总宽度与电感和阻抗成反比。
印刷电路发送和接收电磁波的时间越长，辐射的射频能量就越多。根据印刷电路板电流的大小，尽量减少电源线的宽度，以降低电路电阻。同时，使电源线和地线的方向与电流方向一致，有利于提高抗噪能力。接地是开关电源四个电流电路的底支。它作为电源的一个定位点起着重要的作用。这是操纵影响的主要途径。因此，布局时应仔细考虑接地线的布局。各种接地线的混合会导致电源运行不稳定。

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