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「与非网」开关电源设计过程中的注意事项及排错方式

所谓开关电源 ， 是指利用现代电子电力技术 ， 控制开关管开通和管段的时间比率 ， 维持稳定输出电压的一种电源 ， 开关电源一般由脉冲宽度调制控制IC和MOSFER构成 ， 随着电力电子技术的发展和创新 ， 使得开关电源技术也在不断创新 。 接下来给大家介绍一下开关电源设计过程中的一些注意事项 ， 同时还介绍到当开关电源出现问题的时候 ， 如何快速的查找出开关电源的问题所在 。
「与非网」开关电源设计过程中的注意事项及排错方式
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开关电源的布局
开关电源是利用现代电力电子技术 ， 控制开关管开通和关断的时间比率 ， 维持稳定输出电压的一种电源 ， 开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成 。
【「与非网」开关电源设计过程中的注意事项及排错方式】当设计高频开关电源时 ， 布局非常重要 。 良好的布局可以解决这类电源的许多问题 。 因布局而出现的问题 ， 通常在大电流时显现出来 ， 并且在输入和输出电压之间的压差较大时更加明显 。 一些主要的问题是在大的输出电流和/或大的输入/输出电压差时调节能力的下降 ， 在输出和开头波形上的额外噪声 ， 以及不稳定性 。 应用下面的几个简单原则就可以把这类问题最小化 。
开关电源尽量使用低EMI（ElectroMagneTIcInterference）的带铁氧体闭合磁芯的电感器 。 比如圆形的或封闭的E型磁芯 。 如果开口磁芯（opencores）具有较低的EMI特性 ， 并且离低功率导线和元件较远 ， 也可以使用 。 如果使用开口磁芯 ， 使磁芯的两极与PCB板垂直也是一个好主意 。 棒状磁芯（sTIckcores）通常用来消除大部分不需要的噪声 。
反馈
尽量使反馈回路远离电感器和噪声源 。 还要尽可能使反馈线为直线 ， 并且要粗一点 。 有时需要在这两种方案之间折衷一下 ， 但使反馈线远离电感器的EMI和其它噪声源是两者当中更关键的一条 。 在PCB上使反馈线位于与电感器相对的一侧 ， 并且中间用接地层分开 。
当使用小容量瓷质输入滤波电容器时 ， 它应该尽可能靠近IC的VIN引脚 。 这将消除尽可能多的线路电感影响 ， 给内部IC线路一个更干净的电压源 。 开关电源一些设计需要使用前馈电容器从输出端连接到反馈引脚 ， 通常是为了稳定性的原因 。 在这种情况下 ， 它的位置也应该尽量靠近IC 。 使用表贴电容还会减少引线长度 ， 从而减少噪声耦合进因通孔元件而造成的有效天线（effecTIveantenna） 。
补偿
如果为了稳定性 ， 需要加入外部补偿元件 ， 它们也应该尽量靠近IC 。 这里也建议使用表贴元件 ， 原因同对滤波电容的讨论 。 这些元件也不应该离电感器太近 。
走线和接地层
使所有的电源（大电流）走线尽可能短、直、粗 。 在一块标准PCB板上 ， 最好使走线的每安绝对最小宽度为15mil（0.381mm） 。 电感器、输出电容器和输出二极管应该尽可能靠在一起 。 这样可以帮助减少在大开关电流流过它们时 ， 由开关电源走线引起的EMI 。 这也会减少引线电感和电阻 ， 从而减少噪声尖峰、鸣震（ringing）和阻性损耗 ， 这些都会产生电压误差 。 IC的接地、输入电容器、输出电容器和输出二极管（如果有的话）应该一起直接连接到一个接地面 。 最好在PCB的两面都设置接地面 。 这样会减少接地环路误差和吸收更多的由电感器产生的EMI ， 从而减少了噪声 。 对于多于两层的多层板 ， 可以用接地面分开电源面（电源走线和元件所在的区域）和信号面（反馈和补偿元件所在的区域）以提高性能 。 在多层板上 ， 需要使用通孔把走线和不同的面连接起来 。 如果走线需要从一个面传输一个较大的电流到另一个面 ， 每200mA电流使用一个标准通孔 ， 是一个良好的习惯 。
排列元件 ， 使得开头电流环同方向旋转 。 根据开头调节器的运行方式 ， 有两种功率状态 。 一个状态是当开头闭合时 ， 另一个状态是当开头断开时 。 在每种状态期间 ， 将由当前导通的功率器件产生一个电流环 。 排列功率器件 ， 以使每种状态期间电流环的导通方向相同 。 这会防止两个半环之间的走线产生磁场反转 ， 并可减少EMI的放射 。


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