PCB布局对切换式电源转换器输出特性的影响(一)

对于电子工程师而言印刷电路板布局常是令人头痛的问题,因为电路板布局会左右电路特性,布局不良造成的异常状况也是最不容易察觉与排除的,藉由不断的尝试与验证,对同一电路相同的组件给予不同的电路布局,本文将归纳出几个设计的方向,并对电路板布局作些简单的分析。

《图一 应用线路》

《图二 基本布局原则》

《图三 Test_1 PCB》

《图四 Test_1 PCB所测得之过载保护波形》


《图五 Test_1 PCB所测得之输出电压波形》

《图六 Test_1 PCB所测得之负载变动波形》

基本印刷电路板布局原则

以AIC1591同步式降压脉波宽度调变控制器(Synchronous Buck PWM Controller)为例,应用线路如(图一)所示。

《图七 Test_2 PCB》

《图八 Test_2 PCB测得之过载保护波形》

《图九 Test_3 PCB》

《图十 Test_3 PCB测得之过载保护波形》

《图十一 Test_4 PCB》


《图十二 Test_4 PCB测得之过载保护波形》

《图十三 过载侦测方式》

C1~C4为聚合物电容(Polymer Capacitor),Q1与Q2为N通道MOSFET,满载输出电流10A。基本的布局原则如(图二)所示。

主电流回路路径必须尽可能缩短,并给予适当的布线宽度与对地穿孔数目;

IC Vin输入电源须远离Q1,而OCSET与PHASE电压取样点则须靠近Q1;

负载接地/IC接地/FB回授接地/COMP回授补偿接地应尽量靠近,并远离Q2源极(Source);

C5须尽量靠近IC,R3与R4电阻预留作闸极(Gate)噪声衰减用,须靠近Q1及Q2

印刷电路板布局的影响

为验证印刷电路板对电路性能的影响,因此制作了八片两层(除了Test_5与Test_8背层有走线外,其他六片背层均为广大的接地平面)电路板作测试,编号由Test_1至Test_8,这八片电路板使用相同的零件与相同的零件摆放位置,只有电路的布线不同;Test_2至Test_7的六片电路板均以Test_1为范本,只更动一小部份,未更动部份以灰色作标示。(测试波形图中,UGATE为AIC1591第8脚的讯号,Vout为输出电压,IL为电感电流)

《图十四 Test_6 PCB》

《图十五 Test_6 PCB测得之输出电压波形》


《图十六 Test_7 PCB》


《图十七 Test_7 PCB测得之输出电压波形》


《图十八 Buck电路中的主电流回路》

《图十九 印刷电路板的组成》

《图二十 1A电流所需之布线宽度》

录入时间:2007-10-11     来源:网络  

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