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開(kāi)關(guān)電源之PCB設(shè)計(jì)需要面對(duì)的挑戰(zhàn)
來(lái)源：東莞市成良智能科技 發(fā)布時(shí)間：2020-10-23 點(diǎn)擊量：521
目前在科技產(chǎn)品飛速發(fā)展的趨勢(shì)下，開(kāi)關(guān)電源等產(chǎn)品的PCB設(shè)計(jì)面臨著更大的挑戰(zhàn)，主要包括開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換效率、熱分析、電源平面完整性和EMI（電磁干擾）等。
隨著行業(yè)應(yīng)用日趨廣泛多元，開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品也不斷向高頻、高效、高密度化、低壓、大電流化和多元化方向發(fā)展。同時(shí)，電源產(chǎn)品的封裝結(jié)構(gòu)、外形尺寸也日趨標(biāo)準(zhǔn)化，以適應(yīng)全球一體化市場(chǎng)的要求。
首先是開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換效率。轉(zhuǎn)換效率是指電源的輸出功率與實(shí)際消耗的輸入功率之比，在實(shí)際應(yīng)用中，電能不能完全轉(zhuǎn)化，中間會(huì)有一定的能量消耗，所以，無(wú)論哪種電路，在電源轉(zhuǎn)換中必然存在效率問(wèn)題。對(duì)于線(xiàn)性電源，需要考慮LDO的散熱問(wèn)題;對(duì)于開(kāi)關(guān)電源，要考慮開(kāi)關(guān)管的損耗問(wèn)題。
其次，有能量損耗就必然會(huì)產(chǎn)生熱量，這就涉及到散熱的問(wèn)題。除此之外，隨著負(fù)載變重，促使電源芯片的功耗加大，所以，在開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中熱分布是個(gè)不得不考慮的問(wèn)題。
再者是開(kāi)關(guān)電源平面完整性設(shè)計(jì)。保持電源的完整性，就是保持電源的穩(wěn)定供電。在實(shí)際系統(tǒng)中，總是存在不同頻率的噪聲。比如PWM的固有頻率或PFM可變頻率控制信號(hào)，快速的di/dt會(huì)產(chǎn)生電流波動(dòng)的信號(hào)，所以一個(gè)低阻抗的電源平面設(shè)計(jì)是必要的。
最后是EMI（電磁干擾）問(wèn)題。開(kāi)關(guān)電源在不斷的開(kāi)和關(guān)就會(huì)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)噪聲，如果在設(shè)計(jì)過(guò)程中沒(méi)有考慮回路電感問(wèn)題，過(guò)大的回流路徑會(huì)產(chǎn)生EMI問(wèn)題。
業(yè)界一直尋求能提高開(kāi)關(guān)電源PCB設(shè)計(jì)成功率的方法。經(jīng)驗(yàn)表明，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果能提前預(yù)知可能的風(fēng)險(xiǎn)并規(guī)避，成功率將會(huì)大幅度提高。由此，選擇一款合適的設(shè)計(jì)仿真工具就顯得尤為重要。
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