經(jīng)驗竅門(mén)：教你設計低功耗、低噪聲電源電路

在開(kāi)關(guān)閉合期間，電感存儲能量；在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)期間，電感釋放能量，所以電感L叫做儲能電感。二極管D在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)期間，負責給電感L提供電流通路，所以二極管D叫做續流二極管。

在實(shí)際的開(kāi)關(guān)電源中，開(kāi)關(guān)K由三極管或場(chǎng)效應管代替。當開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電流很小;當開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電壓很小，所以發(fā)熱功率U×I就會(huì )很小。這就是開(kāi)關(guān)電源效率高的原因。

升壓式DC/DC變換器原理：

升壓式DC/DC變換器主要用于輸出電流較小的場(chǎng)合，只要采用1~2節電池便可獲得3~12V工作電壓，工作電流可達幾十毫安至幾百毫安，其轉換效率可達70%-80%。

升壓式DC/DC變換器的基本工作原理如圖所示。

升壓式DC/DC變換器原理：

升壓式DC/DC變換器主要用于輸出電流較小的場(chǎng)合，只要采用1~2節電池便可獲得3~12V工作電壓，工作電流可達幾十毫安至幾百毫安，其轉換效率可達70%-80%。

升壓式DC/DC變換器的基本工作原理如圖所示。

圖1：基于基本設計原則的布線(xiàn)模式；圖2：升壓電路的PCB設計示例。圖3：降壓電路的PCB設計示例 設計原則

印制線(xiàn)走線(xiàn)方式和元器件的放置常常會(huì )影響電路的性能。以下提出了接地線(xiàn)設計的四個(gè)原則：

1. 用平面布線(xiàn)方式(planar pattern)接地；

2. 用平面布線(xiàn)方式接電源線(xiàn)；

3. 按電路圖中的信號電流走向依序逐個(gè)放置元器件；

4. 實(shí)驗獲得的數據在應用時(shí)不應做任何調整，即使受板的尺寸或其它因素影響也應原樣復制數據。

在設計中注意以上原則和要點(diǎn)，可以減少電路噪聲和信號干擾。除了以上的基本原則外，在設計銅線(xiàn)走線(xiàn)模式和元件放置時(shí)應謹記以下兩點(diǎn)：布線(xiàn)之間會(huì )產(chǎn)生雜散電容;連線(xiàn)長(cháng)度會(huì )產(chǎn)生阻抗。在設計中注意線(xiàn)間雜散電容和縮短布線(xiàn)長(cháng)度有利于消除噪聲，減少輻射的產(chǎn)生。

在上面的幾個(gè)基本原則基礎上，設計工程師應注意以下幾點(diǎn)(參見(jiàn)圖1)：

1. 根據電路原理圖進(jìn)行元件的布局，輸入電流線(xiàn)和輸出電流線(xiàn)應進(jìn)行區別；

2. 合理放置元器件，保證它們之間的連線(xiàn)最短，以減少噪聲；

3. 在電壓變化很大和流過(guò)大電流的地方應小心設計以降低噪聲；

4. 如果電路中采用了線(xiàn)圈和變壓器，必須小心進(jìn)行連接；

5. 電路設計時(shí)，將元器件放置在同一方向，便于回流焊接；

6. 元器件間或元器件焊盤(pán)和焊盤(pán)間必須保證0.5毫米以上的間隙，避免出現橋接。

PCB設計示例

a. 升壓轉換器模式布線(xiàn)方式

在升壓轉換器中，輸出電容(CL)的位置比其它元件更重要，參考圖2。建議在PCB設計時(shí)注意以下兩點(diǎn)：