如今的開關穩壓器和電源越來越緊湊,性能也日益強大,而越來越高的開關頻率是設計人員面臨的主要問題之一,正是它使得PCB的設計越來越困難。事實上,PCB版圖已經成為區分好與差的開關電源設計的分水嶺。本文針對如何一次性創建優秀PCB版圖提出一些建議??紤]一個將24V降為3.3V的3A開關穩壓器。設計這樣一個10W穩壓器初看起來不會太困難,設計人員可能很快就可以進入實現階段。不過,讓我們看看在采用Webench等設計軟件后,實際會遇到哪些問題。如果我們輸入上述要求,Webench會從若干IC中選出“Simpler Switcher”系列中的LM25576(一款包括3A FET的42V輸入器件)。該芯片采用帶散熱墊的TSSOP-20封裝。Webench菜單中包括了對體積或效率的設計優化。設計需要大容量的電感和電容,從而需要占用較大的PCB空間。Webench提供如表1的選擇。
上傳時間: 2013-11-15
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本文將接續介紹電源與功率電路基板,以及數字電路基板導線設計。寬帶與高頻電路基板導線設計a.輸入阻抗1MHz,平滑性(flatness)50MHz 的OP增幅器電路基板圖26 是由FET 輸入的高速OP 增幅器OPA656 構成的高輸入阻抗OP 增幅電路,它的gain取決于R1、R2,本電路圖的電路定數為2 倍。此外為改善平滑性特別追加設置可以加大噪訊gain,抑制gain-頻率特性高頻領域時峰值的R3。圖26 高輸入阻抗的寬帶OP增幅電路圖27 是高輸入阻抗OP 增幅器的電路基板圖案。降低高速OP 增幅器反相輸入端子與接地之間的浮游容量非常重要,所以本電路的浮游容量設計目標低于0.5pF。如果上述部位附著大浮游容量的話,會成為高頻領域的頻率特性產生峰值的原因,嚴重時頻率甚至會因為feedback 阻抗與浮游容量,造成feedback 信號的位相延遲,最后導致頻率特性產生波動現象。此外高輸入阻抗OP 增幅器輸入部位的浮游容量也逐漸成為問題,圖27 的電路基板圖案的非反相輸入端子部位無full ground設計,如果有外部噪訊干擾之虞時,接地可設計成網格狀(mesh)。圖28 是根據圖26 制成的OP 增幅器Gain-頻率特性測試結果,由圖可知即使接近50MHz頻率特性非常平滑,-3dB cutoff頻率大約是133MHz。
標簽: PCB
上傳時間: 2013-11-13
上傳用戶:hebanlian
PCB 布線原則連線精簡原則連線要精簡,盡可能短,盡量少拐彎,力求線條簡單明了,特別是在高頻回路中,當然為了達到阻抗匹配而需要進行特殊延長的線就例外了,例如蛇行走線等。安全載流原則銅線的寬度應以自己所能承載的電流為基礎進行設計,銅線的載流能力取決于以下因素:線寬、線厚(銅鉑厚度)、允許溫升等,下表給出了銅導線的寬度和導線面積以及導電電流的關系(軍品標準),可以根據這個基本的關系對導線寬度進行適當的考慮。印制導線最大允許工作電流(導線厚50um,允許溫升10℃)導線寬度(Mil) 導線電流(A) 其中:K 為修正系數,一般覆銅線在內層時取0.024,在外層時取0.048;T 為最大溫升,單位為℃;A 為覆銅線的截面積,單位為mil(不是mm,注意);I 為允許的最大電流,單位是A。電磁抗干擾原則電磁抗干擾原則涉及的知識點比較多,例如銅膜線的拐彎處應為圓角或斜角(因為高頻時直角或者尖角的拐彎會影響電氣性能)雙面板兩面的導線應互相垂直、斜交或者彎曲走線,盡量避免平行走線,減小寄生耦合等。一、 通常一個電子系統中有各種不同的地線,如數字地、邏輯地、系統地、機殼地等,地線的設計原則如下:1、 正確的單點和多點接地在低頻電路中,信號的工作頻率小于1MHZ,它的布線和器件間的電感影響較小,而接地電路形成的環流對干擾影響較大,因而應采用一點接地。當信號工作頻率大于10MHZ 時,如果采用一點接地,其地線的長度不應超過波長的1/20,否則應采用多點接地法。2、 數字地與模擬地分開若線路板上既有邏輯電路又有線性電路,應盡量使它們分開。一般數字電路的抗干擾能力比較強,例如TTL 電路的噪聲容限為0.4~0.6V,CMOS 電路的噪聲容限為電源電壓的0.3~0.45 倍,而模擬電路只要有很小的噪聲就足以使其工作不正常,所以這兩類電路應該分開布局布線。3、 接地線應盡量加粗若接地線用很細的線條,則接地電位會隨電流的變化而變化,使抗噪性能降低。因此應將地線加粗,使它能通過三倍于印制板上的允許電流。如有可能,接地線應在2~3mm 以上。4、 接地線構成閉環路只由數字電路組成的印制板,其接地電路布成環路大多能提高抗噪聲能力。因為環形地線可以減小接地電阻,從而減小接地電位差。二、 配置退藕電容PCB 設計的常規做法之一是在印刷板的各個關鍵部位配置適當的退藕電容,退藕電容的一般配置原則是:?電電源的輸入端跨½10~100uf的的電解電容器,如果印制電路板的位置允許,采Ó100uf以以上的電解電容器抗干擾效果會更好¡���?原原則上每個集成電路芯片都應布置一¸0.01uf~`0.1uf的的瓷片電容,如遇印制板空隙不夠,可Ã4~8個個芯片布置一¸1~10uf的的鉭電容(最好不用電解電容,電解電容是兩層薄膜卷起來的,這種卷起來的結構在高頻時表現為電感,最好使用鉭電容或聚碳酸醞電容)。���?對對于抗噪能力弱、關斷時電源變化大的器件,ÈRA、¡ROM存存儲器件,應在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容¡���?電電容引線不能太長,尤其是高頻旁路電容不能有引線¡三¡過過孔設¼在高ËPCB設設計中,看似簡單的過孔也往往會給電路的設計帶來很大的負面效應,為了減小過孔的寄生效應帶來的不利影響,在設計中可以盡量做到£���?從從成本和信號質量兩方面來考慮,選擇合理尺寸的過孔大小。例如¶6- 10層層的內存模¿PCB設設計來說,選Ó10/20mi((鉆¿焊焊盤)的過孔較好,對于一些高密度的小尺寸的板子,也可以嘗試使Ó8/18Mil的的過孔。在目前技術條件下,很難使用更小尺寸的過孔了(當孔的深度超過鉆孔直徑µ6倍倍時,就無法保證孔壁能均勻鍍銅);對于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸,以減小阻抗¡���?使使用較薄µPCB板板有利于減小過孔的兩種寄生參數¡���? PCB板板上的信號走線盡量不換層,即盡量不要使用不必要的過孔¡���?電電源和地的管腳要就近打過孔,過孔和管腳之間的引線越短越好¡���?在在信號換層的過孔附近放置一些接地的過孔,以便為信號提供最近的回路。甚至可以ÔPCB板板上大量放置一些多余的接地過孔¡四¡降降低噪聲與電磁干擾的一些經Ñ?能能用低速芯片就不用高速的,高速芯片用在關鍵地方¡?可可用串一個電阻的方法,降低控制電路上下沿跳變速率¡?盡盡量為繼電器等提供某種形式的阻尼,ÈRC設設置電流阻尼¡?使使用滿足系統要求的最低頻率時鐘¡?時時鐘應盡量靠近到用該時鐘的器件,石英晶體振蕩器的外殼要接地¡?用用地線將時鐘區圈起來,時鐘線盡量短¡?石石英晶體下面以及對噪聲敏感的器件下面不要走線¡?時時鐘、總線、片選信號要遠ÀI/O線線和接插件¡?時時鐘線垂直ÓI/O線線比平行ÓI/O線線干擾小¡? I/O驅驅動電路盡量靠½PCB板板邊,讓其盡快離¿PC。。對進ÈPCB的的信號要加濾波,從高噪聲區來的信號也要加濾波,同時用串終端電阻的辦法,減小信號反射¡? MCU無無用端要接高,或接地,或定義成輸出端,集成電路上該接電源、地的端都要接,不要懸空¡?閑閑置不用的門電路輸入端不要懸空,閑置不用的運放正輸入端接地,負輸入端接輸出端¡?印印制板盡量使Ó45折折線而不Ó90折折線布線,以減小高頻信號對外的發射與耦合¡?印印制板按頻率和電流開關特性分區,噪聲元件與非噪聲元件呀距離再遠一些¡?單單面板和雙面板用單點接電源和單點接地、電源線、地線盡量粗¡?模模擬電壓輸入線、參考電壓端要盡量遠離數字電路信號線,特別是時鐘¡?對¶A/D類類器件,數字部分與模擬部分不要交叉¡?元元件引腳盡量短,去藕電容引腳盡量短¡?關關鍵的線要盡量粗,并在兩邊加上保護地,高速線要短要直¡?對對噪聲敏感的線不要與大電流,高速開關線并行¡?弱弱信號電路,低頻電路周圍不要形成電流環路¡?任任何信號都不要形成環路,如不可避免,讓環路區盡量小¡?每每個集成電路有一個去藕電容。每個電解電容邊上都要加一個小的高頻旁路電容¡?用用大容量的鉭電容或聚酷電容而不用電解電容做電路充放電儲能電容,使用管狀電容時,外殼要接地¡?對對干擾十分敏感的信號線要設置包地,可以有效地抑制串擾¡?信信號在印刷板上傳輸,其延遲時間不應大于所有器件的標稱延遲時間¡環境效應原Ô要注意所應用的環境,例如在一個振動或者其他容易使板子變形的環境中采用過細的銅膜導線很容易起皮拉斷等¡安全工作原Ô要保證安全工作,例如要保證兩線最小間距要承受所加電壓峰值,高壓線應圓滑,不得有尖銳的倒角,否則容易造成板路擊穿等。組裝方便、規范原則走線設計要考慮組裝是否方便,例如印制板上有大面積地線和電源線區時(面積超¹500平平方毫米),應局部開窗口以方便腐蝕等。此外還要考慮組裝規范設計,例如元件的焊接點用焊盤來表示,這些焊盤(包括過孔)均會自動不上阻焊油,但是如用填充塊當表貼焊盤或用線段當金手指插頭,而又不做特別處理,(在阻焊層畫出無阻焊油的區域),阻焊油將掩蓋這些焊盤和金手指,容易造成誤解性錯誤£SMD器器件的引腳與大面積覆銅連接時,要進行熱隔離處理,一般是做一¸Track到到銅箔,以防止受熱不均造成的應力集Ö而導致虛焊£PCB上上如果有¦12或或方Ð12mm以以上的過孔時,必須做一個孔蓋,以防止焊錫流出等。經濟原則遵循該原則要求設計者要對加工,組裝的工藝有足夠的認識和了解,例È5mil的的線做腐蝕要±8mil難難,所以價格要高,過孔越小越貴等熱效應原則在印制板設計時可考慮用以下幾種方法:均勻分布熱負載、給零件裝散熱器,局部或全局強迫風冷。從有利于散熱的角度出發,印制板最好是直立安裝,板與板的距離一般不應小Ó2c,,而且器件在印制板上的排列方式應遵循一定的規則£同一印制板上的器件應盡可能按其發熱量大小及散熱程度分區排列,發熱量小或耐熱性差的器件(如小信號晶體管、小規模集³電路、電解電容等)放在冷卻氣流的最上(入口處),發熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管、大規模集成電路等)放在冷卻Æ流最下。在水平方向上,大功率器件盡量靠近印刷板的邊沿布置,以便縮短傳熱路徑;在垂直方向上,大功率器件盡量靠近印刷板上方布置£以便減少這些器件在工作時對其他器件溫度的影響。對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區域(如設備的µ部),千萬不要將它放在發熱器件的正上方,多個器件最好是在水平面上交錯布局¡設備內印制板的散熱主要依靠空氣流動,所以在設計時要研究空氣流動的路徑,合理配置器件或印制電路板。采用合理的器件排列方式,可以有效地降低印制電路的溫升。此外通過降額使用,做等溫處理等方法也是熱設計中經常使用的手段¡
上傳時間: 2013-11-24
上傳用戶:氣溫達上千萬的
通過實驗測試了硅能電池、閥控式鉛酸電池和超級電容的各項性能,分析了三種電池在運行中與終端后備電源有關的特性;對比硅能電池與傳統閥控式鉛酸蓄電池特性,證實了硅能電池作為終端后備電源要強于鉛酸蓄電池;分析了超級電容作為終端后備電源的可行性,證實了超級電容在高低溫下均能達到很有效的容量保持率。針對蓄電池和超級電容的突出優點,結合具體的終端應用場合,給出了三種后備電源解決方案。
上傳時間: 2013-11-11
上傳用戶:jasonheung
為研究功率型鋰離子電池性能,對某35 Ah功率型鋰離子電池單體進行了充放電特性試驗和分析,由此獲得功率型電池在不同溫度和不同倍率下的充放電特性、內阻特性和溫升特性。研究結果表明,低溫下電池的充放電內阻較大,充放電性能衰減顯著;常溫下電池的內阻較小,充放電溫升較小,大電流充放電的容量穩定性好,質量比能量高,作為電傳動車輛主要或輔助動力源具有良好的應用前景。
上傳時間: 2013-11-13
上傳用戶:清風冷雨
這里僅討論電容及電感值的選取。種類的選取,則需要更多的工程實踐,更多的RF電路的經驗,這里不再討論。從理論上講,隔直電容、旁路電容的容量應滿足。顯然,在任何角頻率下,這在工程上是作不到的。電容量究竟取多大是合理的呢?圖1-5(a),(b)給出了隔直電容(多數情況下,這個電容又稱為耦合電容)和旁路電容的使用簡化
上傳時間: 2013-11-12
上傳用戶:13188549192
為了解決計算機系統電源保持時間問題,確保輸出電壓在一段時間穩定在一定范圍內。確保計算機在出現輸入故障是有足夠的時間備份數據或者切換到不間斷電源(UPS)下工作。為此提出了一種復合型單開關PFC預調器、并根據需求進行了設計,該設計可以減小儲能電容的容量,使輸出電流諧波滿足IEC1000-302的要求。
上傳時間: 2013-10-21
上傳用戶:范縝東苑
一直以來, 電子電路斷路器( E C B ) 都是由一個MOSFET、一個 MOSFET 控制器和一個電流檢測電阻器所組成的。
上傳時間: 2013-10-18
上傳用戶:qwerasdf
太陽能AC模塊逆變器是近年來發展非??斓募夹g,本文提出一種新型的基于反激 變換器的逆變器拓撲結構。該電路結構簡單,通過Zeta電路將功率脈動轉換成小容量電容上的 電壓脈動。大大減小了直流輸入側的低頻諧波電流,實現了良好的功率解耦。相比較其他AC模 塊逆變器中使用大電容進行功率解耦的方法, 既節省了成本又減小了體積。文中采用峰值電流控 制方案,使逆變器能夠輸出純正弦的并網電流波形和單位功率因數。最后通過仿真和實驗數據驗 證了所提新型逆變器的有效性和可行性。 關鍵詞 光伏系統 AC模塊 反激變換器 功率解耦 1 引言 隨著全球經濟的快速發展,人類對能源的需求 日益增長,傳統化石能源的大量消耗使全球面臨著 能源危機l1-2]。因此世界各國正在致力于新能源的 開發和使用。太陽能、風能、地熱能和潮汐能等能 源形式都可以為人類所利用,而這其中太陽能以其 資源豐富、分布廣泛、可以再生以及不污染環境等 優點,受到學者們的高度重視。 太陽能光伏發電是一種將太陽光輻射能通過光 伏效應,經太陽能電池直接轉換為電能的新型發電 技術_3 。目前太陽能光伏系統主要分為分散式獨 立發電系統和并網式發電系統l4j。其中后者省略 了直流環節的蓄電池組,對電能的利用更加靈活, 具有很好的發展前景。在光伏并網系統中,逆變器 決定著系統的效率以及輸出電流波形的質量,是整 個光伏發電系統的技術核心,因此研究開發新型高 效逆變器成為越來越多學者關注的焦點。 光伏逆變器的拓撲結構多種多樣,過去主要是 集中式逆變器, 目前應用較多的是串聯式逆變器和 多組串聯式逆變器[5-7 3。AC模塊逆變器是近幾年 來比較熱門的技術l8。 。在這種系統中,每組光電 模塊和一個逆變器集成到一起,形成一個AC模 塊,再將所有AC模塊的輸出并聯到一起接入電 網。這樣就消除了傳統逆變器中,由于逆變器和光 伏模塊不匹配而造成的功率損失。
上傳時間: 2013-11-04
上傳用戶:liujinzhao
為了解決直流電源計算機監控軟件設計中程序容量限制問題,以電力直流電源為背景,從監控軟件最小系統出發,進行監控軟件功能設計,通過計算機監控程序實現了一些原直流電源監控單元無法實現的功能,可獲得蓄電池組智能化管理、歷史數據庫、蓄電池性能估算以及電池放電容量計算等功能。本文針對蓄電池組健康程度估算、電量預警和壽命估算提供了有效方法,有利于電池組維護。
上傳時間: 2013-11-25
上傳用戶:lo25643