找到交流電流走線

　　在開關(guān)模式電源的PCB布局布線中，最重要的準(zhǔn)則是以某種方式使交流走線盡可能短。如果能認(rèn)真遵守這一準(zhǔn)則，良好的電路板布局布線可以說已經(jīng)成功了80%.為了找到這些在很短的時(shí)間（轉(zhuǎn)換時(shí)間）內(nèi)將電流從"滿電流"變?yōu)?無電流"的交流走線，我們將原理圖繪制了三次。它是一個(gè)簡單的降壓型開關(guān)模式電源。在頂部的原理圖中，我們用虛線畫出了開啟時(shí)間內(nèi)電流的流動(dòng)。在中間的原理圖中，我們用虛線畫出了關(guān)閉時(shí)間內(nèi)電流的流動(dòng)。底部的原理圖特別值得注意。這里，我們畫出了電流從開啟時(shí)間變?yōu)殛P(guān)閉時(shí)間的所有走線。

　　通過這種方法，我們可以輕松找到任何開關(guān)模式電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的交流電流走線。

　　在評(píng)估現(xiàn)有的電路板布局布線時(shí)，一個(gè)好的辦法是將其打印在紙上，并放上一張透明的塑料板，然后用不同顏色的筆，畫出開啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間內(nèi)的電流流向及相應(yīng)的交流走線。雖然我們傾向于認(rèn)為，能夠在頭腦中完成這一相對(duì)簡單的工作，但在思維過程中，我們常常會(huì)犯一些小錯(cuò)誤，因此，強(qiáng)烈建議在紙上繪出走線。

　　實(shí)現(xiàn)良好的PCB布局布線

　　降壓穩(wěn)壓器的交流走線。必須注意，某些接地走線也是交流走線，同樣需要保持盡可能短。此外，對(duì)于這些交流電流路徑，建議不要使用任何過孔，因?yàn)檫^孔的電感也相當(dāng)高。對(duì)于這一規(guī)則，僅有非常少的例外情況。如果交流路徑不使用過孔，將實(shí)際導(dǎo)致比過孔本身更大的走線電感，那么建議使用過孔。多個(gè)過孔并聯(lián)優(yōu)于僅使用單個(gè)過孔。

　　電感的特殊考慮

　　在EMI方面，我們也必須考慮電感。實(shí)際器件并不像許多人認(rèn)為的那樣對(duì)稱。電感有一個(gè)磁芯，磁芯周圍繞著電線。繞組總有一個(gè)起始端和一個(gè)結(jié)束端。起始端連接到電感的內(nèi)繞組，結(jié)束端從電感的外繞組接出。繞組的起始端通常在器件上標(biāo)有一個(gè)圓點(diǎn)。將起始端連接到高噪聲開關(guān)節(jié)點(diǎn)，將結(jié)束端連接到安靜的電壓非常重要。對(duì)于降壓穩(wěn)壓器，安靜的電壓就是輸出電壓。這樣，外繞組上的固定電壓，可以在電氣上屏蔽內(nèi)繞組上的交流開關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓，從而電源的EMI將會(huì)較低。

　　順便提一下，所謂的屏蔽電感也是如此。具有一定磁導(dǎo)率的屏蔽電感的外部，確實(shí)使用了某種屏蔽材料，該材料會(huì)收緊封裝側(cè)的大部分磁力線。然而，這種材料只能抑制磁場，而不能抑制電場。外繞組上的交流電壓主要是電氣或容性耦合引起的問題，屏蔽電感的屏蔽材料沒有抑制此類耦合。因此，屏蔽電感也應(yīng)放在電路板上，以便將高噪聲開關(guān)節(jié)點(diǎn)連接到繞組起始端，從而將EMI降到最低。

　　開關(guān)模式電源良好電路板布局布線的基礎(chǔ)

　　工程課程一般不會(huì)教授如何實(shí)現(xiàn)良好的電路板布局布線。高頻RF類課程會(huì)研究走線阻抗的重要性，但需要自行構(gòu)建系統(tǒng)電源的工程師，通常不會(huì)將電源視為高頻系統(tǒng)，而忽視了電路板布局布線的重要性。電路板布局布線不當(dāng)引起的大多數(shù)問題，都可以歸結(jié)為未控制交流電流走線盡可能短并且緊湊。了解本文所述電路板布局布線準(zhǔn)則背后的理由并嚴(yán)格遵守，將能夠把開關(guān)模式電源的任何PCB相關(guān)問題降到最小。

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