开关电源是日常生活中广泛应用的一种电子设备,其主要作用是将交流电转换为直流电。开关电源的核心部件是开关器件,开关器件的开通和关断会产生高频电磁波,这些电磁波会在PCB板上产生很大的电磁干扰(EMI),如果不加以控制,会对其他电子设备产生干扰,影响其正常工作。因此,在开关电源PCB设计中需要遵循一些规范,以减小电磁干扰。
一、开关电源PCB设计的基本原则
尽量减小开关器件的开通和关断时的电流波形失真,以减小电磁干扰。
尽量减小开关器件的开通和关断时的电压跌落,以提高电源的效率。
尽量缩短高频信号线的长度,以减小信号传输损耗。
尽量增加地平面的面积,以加强地平面的屏蔽作用。
合理布置高频信号线,避免相互干扰。
使用合适的电容和电感,滤除高频噪声。
二、开关电源PCB设计中的关键元器件选择
开关器件:开关器件是开关电源的核心部件,其选择直接影响到开关电源的性能和可靠性。目前市场上常见的开关器件有TLP、IPM、PIM等。在选择开关器件时,需要考虑其开关频率、功率、电压、电流等参数,以及其可靠性和成本。
电容器:电容器是开关电源中常用的滤波元件,其选择直接影响到电源的滤波效果。在选择电容器时,需要考虑其容量、耐压、频率特性、损耗等参数,以及其体积和成本。
电感器:电感器是开关电源中常用的谐振元件,其选择直接影响到电源的谐振特性。在选择电感器时,需要考虑其电感量、耐压、损耗、温升等参数,以及其体积和成本。
三、开关电源PCB设计中的布线规范
高频信号线:高频信号线应尽量短,避免过长的信号线产生信号传输损耗。同时,高频信号线应尽量平直,避免出现弯曲、扭曲等情况,以减小信号传输时的阻抗。
地平面:地平面是开关电源PCB设计中的重要组成部分,其作用是屏蔽电磁干扰。地平面应尽量宽,避免出现过小的地平面面积,以加强地平面的屏蔽作用。同时,地平面应尽量平整,避免出现高低不平的情况,以减小信号传输时的阻抗。
信号线布线:信号线应尽量避免靠近高压电源线和地平面,以防止信号线被干扰。同时,信号线应尽量平直,避免出现弯曲、扭曲等情况,以减小信号传输时的阻抗。
四、开关电源PCB设计中的EMI滤波规范
电源输入端:电源输入端应加装EMI滤波器,以滤除输入电压中的高频噪声。EMI滤波器应尽量靠近电源输入端,避免信号传输距离过长,以减小信号传输损耗。
输出端:输出端应加装EMI滤波器,以滤除输出电压中的高频噪声。EMI滤波器应尽量靠近输出端,避免信号传输距离过长,以减小信号传输损耗。
emi滤波器的选择:emi滤波器的选择应根据开关电源的输出电压、输出电流、开关频率等参数进行选择,以保证滤波效果。
开关电源PCB设计是一个复杂的过程,需要考虑很多因素。在设计过程中,需要遵循一些规范,以保证开关电源的性能和可靠性。