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高頻開(kāi)關(guān)電源的布局原則

   2024-08-05 建材之家2380
核心提示:當(dāng)設(shè)計(jì)高頻開(kāi)關(guān)電源時(shí),布局非常重要。良好的布局可以解決這類(lèi)電源的許多問(wèn)題。因布局而出現(xiàn)的問(wèn)題,通常在大電流時(shí)顯現(xiàn)出來(lái),并且在輸入和輸出電壓之間的壓差較大時(shí)更加明顯。一些主要的問(wèn)題是在大的輸出電流和/或大的輸入/輸出電壓差時(shí)調(diào)節(jié)能力的下降,在輸出和開(kāi)頭波形上的額外噪聲,以及不穩(wěn)定性。應(yīng)用下面的幾個(gè)高頻開(kāi)關(guān)電源簡(jiǎn)單原則就可以把這類(lèi)問(wèn)題最小化。電感器開(kāi)關(guān)電源盡量使用低EMI(Electro Mag……

  當(dāng)設(shè)計(jì)高頻開(kāi)關(guān)電源時(shí),布局非常重要。良好的布局可以解決這類(lèi)電源的許多問(wèn)題。因布局而出現(xiàn)的問(wèn)題,通常在大電流時(shí)顯現(xiàn)出來(lái),并且在輸入和輸出電壓之間的壓差較大時(shí)更加明顯。一些主要的問(wèn)題是在大的輸出電流和/或大的輸入/輸出電壓差時(shí)調(diào)節(jié)能力的下降,在輸出和開(kāi)頭波形上的額外噪聲,以及不穩(wěn)定性。應(yīng)用下面的幾個(gè)高頻開(kāi)關(guān)電源簡(jiǎn)單原則就可以把這類(lèi)問(wèn)題最小化。

  電感器

  開(kāi)關(guān)電源盡量使用低EMI(Electro Magnetic Interference)的帶鐵氧體閉合磁芯的電感器。比如圓形的或封閉的E型磁芯。如果開(kāi)口磁芯(open cores)具有較低的EMI特性,并且離低功率導(dǎo)線和元件較遠(yuǎn),也可以使用。如果使用開(kāi)口磁芯,使磁芯的兩極與PCB板垂直也是一個(gè)好主意。棒狀磁芯(stick cores)通常用來(lái)消除大部分不需要的噪聲。

  反饋

  盡量使反饋回路遠(yuǎn)離電感器和噪聲源。還要盡可能使反饋線為直線,并且要粗一點(diǎn)。有時(shí)需要在這兩種方案之間折衷一下,但使反饋線遠(yuǎn)離電感器的EMI和其它噪聲源是兩者當(dāng)中更關(guān)鍵的一條。在PCB上使反饋線位于與電感器相對(duì)的一側(cè),并且中間用接地層分開(kāi)。

  濾波電容器

  當(dāng)使用小容量瓷質(zhì)輸入濾波電容器時(shí),它應(yīng)該盡可能靠近IC的VIN引腳。這將消除盡可能多的線路電感影響,給內(nèi)部IC線路一個(gè)更干凈的電壓源。開(kāi)關(guān)電源一些設(shè)計(jì)需要使用前饋電容器從輸出端連接到反饋引腳,通常是為了穩(wěn)定性的原因。在這種情況下,它的位置也應(yīng)該盡量靠近IC。使用表貼電容還會(huì)減少引線長(zhǎng)度,從而減少噪聲耦合進(jìn)因通孔元件而造成的有效天線(effective antenna)。

  補(bǔ)償

  如果為了穩(wěn)定性,需要加入外部補(bǔ)償元件,它們也應(yīng)該盡量靠近IC。這里也建議使用表貼元件,原因同對(duì)濾波電容的討論。這些元件也不應(yīng)該離電感器太近。

  走線和接地層

  使所有的電源(大電流)走線盡可能短、直、粗。在一塊標(biāo)準(zhǔn)PCB板上,最好使走線的每安絕對(duì)最小寬度為15mil(0.381mm)。電感器、輸出電容器和輸出二極管應(yīng)該盡可能靠在一起。這樣可以幫助減少在大開(kāi)關(guān)電流流過(guò)它們時(shí),由開(kāi)關(guān)電源走線引起的EMI。這也會(huì)減少引線電感和電阻,從而減少噪聲尖峰、鳴震(ringing)和阻性損耗,這些都會(huì)產(chǎn)生電壓誤差。IC的接地、輸入電容器、輸出電容器和輸出二極管(如果有的話)應(yīng)該一起直接連接到一個(gè)接地面。最好在PCB的兩面都設(shè)置接地面。這樣會(huì)減少接地環(huán)路誤差和吸收更多的由電感器產(chǎn)生的EMI,從而減少了噪聲。對(duì)于多于兩層的多層板,可以用接地面分開(kāi)電源面(電源走線和元件所在的區(qū)域)和信號(hào)面(反饋和補(bǔ)償元件所在的區(qū)域)以提高性能。在多層板上,需要使用通孔把走線和不同的面連接起來(lái)。如果走線需要從一個(gè)面?zhèn)鬏斠粋€(gè)較大的電流到另一個(gè)面,每200mA電流使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通孔,是一個(gè)良好的習(xí)慣。

  排列元件,使得開(kāi)頭電流環(huán)同方向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)開(kāi)頭調(diào)節(jié)器的運(yùn)行方式,有兩種功率狀態(tài)。一個(gè)狀態(tài)是當(dāng)開(kāi)頭閉合時(shí),另一個(gè)狀態(tài)是當(dāng)開(kāi)頭斷開(kāi)時(shí)。在每種狀態(tài)期間,將由當(dāng)前導(dǎo)通的功率器件產(chǎn)生一個(gè)電流環(huán)。排列功率器件,以使每種狀態(tài)期間電流環(huán)的導(dǎo)通方向相同。這會(huì)防止兩個(gè)半環(huán)之間的走線產(chǎn)生磁場(chǎng)反轉(zhuǎn),并可減少EMI的放射。

  散熱

  當(dāng)使用表貼功率IC或外部功率開(kāi)關(guān)時(shí),PCB通常可以用作散熱器。這就是用PCB上的敷銅面來(lái)幫助器件散熱。參照特定器件手冊(cè)中有關(guān)使用PCB散熱的信息。這通常可以省去開(kāi)關(guān)電源外加的散熱裝置。

 
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1. 請(qǐng)不要將電源線和信號(hào)線從同一管道內(nèi)穿過(guò),也不要將其綁扎在一起。配線時(shí),電源線與信號(hào)線應(yīng)離開(kāi)30CM以上。 2. 信號(hào)線、編碼器(PG)反饋線請(qǐng)使用多股絞合線以及多芯絞合屏蔽線。對(duì)于配線長(zhǎng)度,指令輸入線最長(zhǎng)為3M,PG反饋線最長(zhǎng)為20M。 3. 即使關(guān)閉電源,伺服單元內(nèi)也可能殘留有高電壓。在5分鐘之內(nèi)不要接觸電源... 1)在PID控制中,確實(shí)有“積分”的概念;2)在PID控制中,“積分”調(diào)節(jié)器的輸出是輸入的積分;3)在PID控制中,所謂積分,就是輸出是輸入的偏差的積分,如果輸入的是速度偏差,輸出就是速度偏差的積分,如果輸入的是電流偏差,輸出的就是電流偏差的積分;4)如果位置控制器是PID控制,那么積分控制應(yīng)該是位移的偏差的積...
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