功率电感：电源布局与开关回路的识别

功率电感：电源布局与开关回路的识别      

   本信息发布于：2016/6/23      

   在成功的电源设计中，电源布局是其中 重要的一个环节。但是，在如何做到这一点方面，每个人都有自己的观点和理由。事实是，很多不同的解决方案都是殊途同归；如果设计不是真的一团糟，多数电源都是可以正常工作的。　　当然，这其中也有一些通用性规则，例如：　　不要在快速切换信号中运行敏感信号。换言之，不要在开关节点下运行反馈跟踪。　　确保功率载荷跟踪和接地层大小足以支持当前的电流。　　尽量保持至少一个连续的接地层。　　使用足够的通孔（通常以每个通孔1A开始），将接地层相连。　　除了这些基本的布局规则，我通常首先会识别开关回路，然后确定哪些回路具有高频开关电流。图1所示为针对降压电源（原理图和布局）的简化功率级的一个示例。　　图1：降压电源原理图和布局　　降压电源中存在两种状态（假定连续传导模式）：控制开关（Q1）接通时和控制开关断开时。当控制开关接通时，电流从输入流至电感器。当控制开关断开时，电流继续在电感器流动并流经二极管（D1）。电流连续输出。　　但是存在输入脉冲电流，这是您在布局中需要关注的部分。在图1中，此回路被标记为“高频回路”，并以蓝色显示。您布局的首要目标是将Q1、D1和输入电容与 短、 电感回路连接。该回路越小，开关产生的噪声便越低。如果忽略这一点，电源将不能有效工作。　　识别开关回路的规程适用于所有的电源拓扑结构。规程的各个步骤分别是：　　在接通状态确定电流通路。　　在断开状态确定电流通路。　　找到连续电流的位置。　　找到断续电流的位置。　　尽量减少断续电流环路。　　此列表中列出了给定功率级配置的关键回路：　　降压——输入电容回路。　　升压——输出电容回路。　　反相降压 - 升压——输入和输出电容回路。　　反激——输入和输出电容回路。　　Fly-Buck？——输入电容回路。　　SEPIC——输出电容回路。　　Zeta——输入电容回路。　　正激、半桥、全桥——输入电容循环。　　电源布局正如一种艺术形式一般，每个人都有自己的方式，而且很多时候也会起效。需要确保的一点是，在您确定功率级的零件位置时，首先确定高频开关回路；这样您便可为自己节约时间、免除烦恼。