一種低價(jià)簡(jiǎn)易電源的設計

圖5顯示了12V/(1.8V/3.5A)電源在滿(mǎn)載下的波形。最上面的波形是1.8V輸出電壓紋波。測出來(lái)的紋波值也是53mV。中間波形是上端和下端場(chǎng)效應管驅動(dòng)電壓。最下面波形是BST管腳上的電壓。測量出來(lái)的開(kāi)關(guān)頻率是145kHz，非常接近前面計算出來(lái)的150kHz值。

圖5 12V/(1.8V/3.5A)開(kāi)關(guān)電源波形(滿(mǎn)載)

圖6顯示了輸出電壓在負載從滿(mǎn)載到空載過(guò)程中的波形。直流電壓的變化小于50mV，大約是輸出電壓的3％。

圖6 輸出電壓動(dòng)態(tài)波形（Vin=12V，VO=1.8V，IO=3.5A～0A）

4 PCB線(xiàn)路板排版要點(diǎn)

為保證設計的電源能在系統中正常工作，PCB排版是非常重要的。電源PCB排版與數字電路排版完全不一樣。在數字電路排版中，許多數字芯片可以通過(guò)PCB軟件來(lái)自動(dòng)排列，芯片之間的連接線(xiàn)可以通過(guò)PCB軟件來(lái)自動(dòng)連接。正確的開(kāi)關(guān)電源PCB排版需要設計人員對開(kāi)關(guān)電源工作原理有一定的了解。通常設計人員需要知道高頻交流電流的走線(xiàn)并能夠區分小信號控制電路部分和大功率元器件走線(xiàn)部分。

圖7將傳統電路圖（圖1）分成控制電路部分和功率電路部分。一般來(lái)講，電源的功率電路部分包括輸入電容（Cin），輸出電容(CO），輸出電感（L），場(chǎng)效應管(S1/S2）?？刂齐娐凡糠职≒WM芯片、旁路電容、自舉電路及反饋電阻。

圖7 電源控制電路（細線(xiàn)）和功率電路走線(xiàn)（粗線(xiàn)）

圖8更進(jìn)一步顯示功率電路部分的電流和電壓?？梢钥吹礁哳l率交流電流在由場(chǎng)效應管和輸入電容所組成的回路中流動(dòng)。所以，此回路中元器件之間的PCB走線(xiàn)要短且寬。此回路的面積越小越好。小回路面積將大大地減小EMI噪聲并產(chǎn)生一個(gè)比較安靜的功率地。安靜的功率地使場(chǎng)效應管的柵極驅動(dòng)電壓波形非常干凈。Cin可用大容量電解電容和小容量瓷片電容并聯(lián)，并要靠近場(chǎng)效應管。這可以用圖9的物理效應來(lái)解釋。在圖9中，如果高頻電流的回路面積很大，就會(huì )在回路的內部和外部產(chǎn)生很強的EMI。如果同樣的高頻電流的回路面積設計得非常小，回路內部和外部的電磁場(chǎng)互相抵銷(xiāo)，整個(gè)電路會(huì )變得非常安靜。

圖8 功率電路的電流和電壓

圖9 大回路面積大EMI干擾（上）小回路面積小EMI干擾（下）