解讀開(kāi)關(guān)電源設計中的經(jīng)典問(wèn)答題

解讀開(kāi)關(guān)電源設計中的經(jīng)典問(wèn)答題   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

如何為開(kāi)關(guān)電源電路選擇合適的元器件和參數？


　　未使用過(guò)開(kāi)關(guān)電源設計的工程師會(huì )對它產(chǎn)生的畏懼心理，比如擔心開(kāi)關(guān)電源的干擾問(wèn)題，PCB layout問(wèn)題，元器件的參數和類(lèi)型選擇問(wèn)題等。其實(shí)只要了解了，使用開(kāi)關(guān)電源設計還是非常方便的。


　　一個(gè)開(kāi)關(guān)電源包含有開(kāi)關(guān)電源控制器和輸出兩部分，有些控制器會(huì )將MOSFET集成到芯片中去，這樣使用就更簡(jiǎn)單了，也簡(jiǎn)化了PCB設計，但是設計的靈活性就減少了。   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

　　開(kāi)關(guān)控制器基本上一個(gè)閉環(huán)的反饋控制系統，都會(huì )有一個(gè)反饋輸出電壓的采樣電路以及反饋環(huán)的控制電路。這部分的設計在于保證精確的采樣電路，還有來(lái)控制反饋深度，反饋環(huán)響應過(guò)慢的話(huà)，對瞬態(tài)響應能力是會(huì )有很大影響。   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

　　輸出部分設計包含了輸出電容，輸出電感以及MOSFET等等，這些器件的選擇基本上要滿(mǎn)足性能和成本的平衡，比如高的開(kāi)關(guān)頻率就可以使用小的電感值（意味著(zhù)小的封裝和便宜的成本），但是高的開(kāi)關(guān)頻率會(huì )干擾和對MOSFET的開(kāi)關(guān)損耗，從而效率降低。低的開(kāi)關(guān)頻率帶來(lái)的結果則是相反的。


　　對于輸出電容的ESR和MOSFET的Rds_on參數選擇也是非常關(guān)鍵的，小的ESR可以減小輸出紋波，但是電容成本會(huì )，好的電容會(huì )貴嘛。開(kāi)關(guān)電源控制器驅動(dòng)能力也要注意，過(guò)多的MOSFET是不能被驅動(dòng)的。   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

　　，開(kāi)關(guān)電源控制器的供應商會(huì )提供具體的計算公式和使用方案供工程師借鑒的、


　　如何調試開(kāi)關(guān)電源電路？   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

　　有經(jīng)驗可以共享給大家：（1）電源電路的輸出通過(guò)低阻值大功率電阻接到板內，這樣在不焊電阻的下可以先做到電源電路的先調試，避開(kāi)電路的影響。（2）開(kāi)關(guān)控制器是閉環(huán)系統，輸出惡化的超過(guò)了閉環(huán)可以控制的范圍，開(kāi)關(guān)電源就會(huì )工作不正常，這種就認真檢查反饋和采樣電路。特別是采用了大ESR值的輸出電容，會(huì )產(chǎn)生的電源紋波，這也會(huì )影響開(kāi)關(guān)電源的工作的。   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

　　為什么要接地？   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

　　接地技術(shù)的引入最初是防止電力或電子等設備遭雷擊而采取的保護性措施，目的是把雷電產(chǎn)生的雷擊電流通過(guò)避雷針引入到大地，從而起到保護建筑物的作用。，接地也是保護人身安全的一種有效手段，當某種原因引起的相線(xiàn)（如電線(xiàn)絕緣不良，線(xiàn)路老化等）和設備外殼碰觸時(shí)，設備的外殼就會(huì )有危險電壓產(chǎn)生，由此生成的故障電流就會(huì )流經(jīng)PE線(xiàn)到大地，從而起到保護作用。隨著(zhù)電子通信和數字領(lǐng)域的發(fā)展，在接地系統中只考慮防雷和安全已遠遠不能滿(mǎn)足要求了。比如在通信系統中，大量設備信號的互連要求各設備都要有一個(gè)基準‘地’信號的參考地。而且隨著(zhù)電子設備的化，信號頻率越來(lái)越高，，在接地設計中，信號的互擾等電磁兼容問(wèn)題給予特別關(guān)注，否則，接地不當就會(huì )嚴重影響系統運行的可靠性和穩定性。最近，高速信號的信號回流技術(shù)中也引入了“地”的概念。


　　接地的定義


　　在現代接地概念中、對于線(xiàn)路工程師，該術(shù)語(yǔ)的含義通常是“線(xiàn)路電壓的參考點(diǎn)”;對于系統設計師，它常常是機柜或機架;對電氣工程師，它是綠色安全地線(xiàn)或接到大地的意思。一個(gè)比較通用的定義是“接地是電流返回其源的低阻抗通道”。注意要求是“低阻抗”和“通路”。   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

　　的接地符號


　　PE、PGND、FG-保護地或機殼;BGND或DC-RETURN-直流-48V（+24V）電源（電池）回流;GND-工作地;DGND-數字地;AGND-模擬地;LGND-防雷保護地。



　　合適的接地方式   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

　　接地有多種方式，有單點(diǎn)接地，多點(diǎn)接地以及混合類(lèi)型的接地。而單點(diǎn)接地又分為串聯(lián)單點(diǎn)接地和并聯(lián)單點(diǎn)接地。，單點(diǎn)接地用于簡(jiǎn)單電路，不同功能模塊接地區分，以及低頻（f10MHz）電路時(shí)就要采用多點(diǎn)接地了多層板（完整的地平面層）。



信號回流和跨分割的介紹



　　對于一個(gè)電子信號，它尋找一條最低阻抗的電流回流到地的途徑，如何信號回流就變得非常的關(guān)鍵。   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

　　第一，根據公式可以知道，輻射強度是和回路面積成正比的，說(shuō)回流走的路徑越長(cháng)，形成的環(huán)越大，它對外輻射的干擾也越大，，PCB布板的時(shí)候要盡減小電源回路和信號回路面積。

　　第二，對于一個(gè)高速信號，提供有好的信號回流可以保證它的信號質(zhì)量，這是PCB上傳輸線(xiàn)的特性阻抗是以地層（或電源層）為參考來(lái)計算的，高速線(xiàn)附近有連續的地平面，這樣這條線(xiàn)的阻抗就能保持連續，有段線(xiàn)附近沒(méi)有了地參考，這樣阻抗就會(huì )發(fā)生變化，不連續的阻抗從而會(huì )影響到信號的完整性。，布線(xiàn)的時(shí)候要把高速線(xiàn)分配到靠近地平面的層，高速線(xiàn)旁邊并行走一兩條地線(xiàn)，起到屏蔽和就近提供回流的功能。   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

　　第三，為什么說(shuō)布線(xiàn)的時(shí)候盡量不要跨電源分割，這也是信號跨越了不同電源層后，它的回流途徑就會(huì )很長(cháng)了，受到干擾。當然，不是嚴格要求不能跨越電源分割，對于低速的信號是可以的，產(chǎn)生的干擾相比信號可以不予關(guān)心。對于高速信號就要認真檢查，盡量不要跨越，可以通過(guò)電源部分的走線(xiàn)。 （這是針對多層板多個(gè)電源供應說(shuō)的）



　　為什么要將模擬地和數字地分開(kāi)，如何分開(kāi)？   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

　　模擬信號和數字信號都要回流到地，數字信號變化速度快，從而在數字地上引起的噪聲就會(huì )很大，而模擬信號是一個(gè)干凈的地參考工作的。模擬地和數字地混在一起，噪聲就會(huì )影響到模擬信號。


　　，模擬地和數字地要分開(kāi)，然后通過(guò)細的走線(xiàn)連在一起，單點(diǎn)接在一起�？偟乃枷胧潜M量阻隔數字地上的噪聲竄到模擬地上。當然這也不是非常嚴格的要求模擬地和數字地分開(kāi)，模擬部分附近的數字地還是很干凈的話(huà)可以合在一起。   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

　　單板上的信號如何接地？


　　對于器件，就近接地是最好的，采用了擁有完整地平面的多層板設計后，對于信號的接地就非常了，基本原則是保證走線(xiàn)的連續性，減少過(guò)孔數量;靠近地平面電源平面，等等。   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

　　單板的接口器件如何接地？


　　有些單板會(huì )有對外的輸入輸出接口，比如串口連接器，網(wǎng)口RJ45連接器等等，對的接地設計得不好也會(huì )影響到正常工作，例如網(wǎng)口互連有誤碼，丟包等，并且會(huì )成為對外的電磁干擾源，把板內的噪聲向外發(fā)送。會(huì )單獨分割出一塊獨立的接口地，與信號地的連接采用細的走線(xiàn)連接，可以串上0歐姆小阻值的電阻。細的走線(xiàn)可以用來(lái)阻隔信號地上噪音過(guò)到接口地上來(lái)。同樣的，對接口地和接口電源的濾波也要認真考慮。   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

　　帶屏蔽層的電纜線(xiàn)，屏蔽層如何接地？   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�

　　屏蔽電纜的屏蔽層都要接到單板的接口地上而不是信號地上，這是信號地上有各種的噪聲，屏蔽層接到了信號地上，噪聲電壓會(huì )驅動(dòng)共模電流沿屏蔽層向外干擾，設計不好的電纜線(xiàn)都是電磁干擾的最大噪聲輸出源。當然前提是接口地也要非常的干凈。   <<提示：容源電子網(wǎng)為廣大電子愛(ài)好者提供電路圖專(zhuān)題網(wǎng)站“容源電路圖網(wǎng)”，歡迎訪(fǎng)問(wèn)。匯聚大量電路圖與你共同分享�！�