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如何快速创建开关电源的PCB版 设计?

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如今的开关稳压器和电源越来越紧凑,性能也日益强大,而越来越高的开关频率是设计人员面临的主要问题之一,正是它使得PCB的设计越来越困难。事实上,PCB版图已经成为区分好与差的开关电源设计的分水岭。本文针对如何一次性创建优秀PCB版图提出一些建议。

考虑一个将24V降为3.3V的3A开关稳压器。设计这样一个10W稳压器初看起来不会太困难,设计人员可能很快就可以进入实现阶段。不过,让我们看看在采用Webench等设计软件后,实际会遇到哪些问题。如果我们输入上述要求,Webench会从若干IC中选出"Simpler Switcher"系列中的LM25576(一款包括3A FET的42V输入器件)。该芯片采用带散热垫的TSSOP-20封装。

Webench菜单中包括了对体积或效率的设计优化。设计需要大容量的电感和电容,从而需要占用较大的PCB空间。Webench提供如表1的选择。

如何快速创建开关电源的PCB版图设计

表1:

值得注意的是,最高效率是84%,且此最高效率是当输入-输出间的压差很低时实现的。此例中,输入/输出比大于7。一般情况下,可以用两级电路来降低级与级之间的比率,但通过两个稳压器实现的效率不会更好。

如何快速创建开关电源的PCB版图设计

图1:通过两个稳压器实现的效率不会更好。

接着,我们选PCB面积最小的最高开关频率。高开关频率最可能在版图方面产生问题。Webench可以生成带全部有源和无源器件的电路图。

如何快速创建开关电源的PCB版图设计

图2:简化的开关电源电路图。

来源:电子工程专辑

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