實例一:一塊 Buck 測試板
電路:(紅線為上述幾個大電流環(huán)路)
原板
顯然,Ip、It回路均太大,還有相當(dāng)?shù)膬?yōu)化空間(事實上,這個板不能正常運行)。
重新布板
第一個圈:脈沖電流Ip回路最小化(磁珠挪了一下封裝和位置),得到GND中心:
第二個圈:拓撲電流It回路最小化
第三個圈:驅(qū)動電流Ig回路最小化,得到一點接地gnd
至此,最關(guān)鍵部分已經(jīng)搞定,其余的我就不演示了。
實例2,反激
這是網(wǎng)友提供的一個例子,他的板是一個PFC+LLC的300W電源,比較沒經(jīng)驗了,其中輔助電源是一個典型的反激電路。由于經(jīng)??匆娫诜醇げ季稚系奶釂栙N,這里先就此給個實例: 電路:其中用紅線畫出了Ip、It、Ig回路,Iv回路即D14和輔助繞組相關(guān)的回路 。
原板的布局可為一塌糊涂,不僅走線沒有章法,間距也沒有拉開:
調(diào)整后的布局:
其中,Ip、It回路已經(jīng)最小化了,并且保持了足夠的間距,Ig回路C32釘在了芯片上,Iv回路很繞,目的是要在C32兩端一點接地。
實例三,PFC+LLC
繼續(xù)上面網(wǎng)友的電路,其中PFC為典型的Boost拓撲,原板布線如下:
調(diào)整后如圖:
其中,Q1和C13的連接點即系統(tǒng)接地中心GND,這是因為這一級是硬開關(guān),電流脈沖應(yīng)力最大,以此為接地中心,其余部分的地線相對安靜。前面的整流輸入和后面的LLC均應(yīng)以此點為參照引出其地線。
由于本級接地中心為系統(tǒng)接地中心,因此本級驅(qū)動地gnd也應(yīng)該是輔助電源一點接地點,輔助電源首先應(yīng)該引到此連接。
LLC部分,原板布局如下:
調(diào)整后布局如下:
其中,LLC本級為軟開關(guān),脈沖電流較溫柔,且有C12為本級輸入濾波,可以認為其地線連接到GND去的途中干擾較小,允許小幅度拉開距離。 但是,本級驅(qū)動回路的接地,要與本級接地中心連接(得到一個gnd),才能獲得干凈的驅(qū)動。既然如此,本級控制芯片的接地,也應(yīng)接到本地的gnd。
案例四:多相同步BUCK
原理圖:此電路特點是低壓大電流,頻率高,4相交錯驅(qū)動,對布板有較高要求。
原板:(此板據(jù)說是仿照PC電源做的,但未能調(diào)試成功,其中點亮的部分為地線)
調(diào)整后的布局:
實例五,增加一個反激實例
電路圖:
原板,說是有問題,一直不正常
現(xiàn)在改板,第一個圈是 Ip 回路,包括R11、Q1、D3、C3、C1這5個元件,布局最小化(第一個圈的兩種方式):
第二個圈 It 回路就是變壓器原邊,與上述第一個圈最短路徑連接即可:
采用右邊的布局為基礎(chǔ)畫第3個圈(Ig回路):
至此,3圈2地已經(jīng)形成,主要關(guān)系已經(jīng)搞定,加上PCB邊線,PCB大致成形:
此后,其他元件和走線就不必這樣講究了。
關(guān)于橋式變換器
橋式變換器的 PCB 布局,其實在本文上述中幾個案列中已不止一次的有涉及,但是發(fā)現(xiàn)最近與此有關(guān)的提問帖突然增多了起來,感覺有必要專門說說這個問題。
之前之所以沒有專門提及這個問題,是因為橋式變換器的 PCB 布局(或者將開關(guān)直接釘在銅排上的布局)其實是很簡單的,很容易處理好。
考察橋式變換器,無論是半橋還是全橋,無論是硬橋還是軟橋,無論是PWM整流橋還是同步整流的橋抑或雙向變換的橋,他們都有這樣的結(jié)構(gòu):
圖中標(biāo)明了橋式電路的 Ip、It 回路,可以看出:
1、結(jié)構(gòu)中,最要緊的 Ip 回路其實只有3個元件:Q1、Q2、C1,要把三個元件接成最小回路是很容易的一件事。
2、Q1、Q2 內(nèi)部都有個同等電流電壓耐量的體二極管D1、D2(個別沒有此二極管的開關(guān)需在外面并一個)。
3、無論處于何種工況,因為有此二極管的存在,Ip 回路都是最快速而有效的,沒有任何尖峰存在的可能。
4、因此位于每個開關(guān)兩端的 RC 吸收回路是完全沒有必要的,D2-D1-C1 回路的拓撲吸收方式比它們更有效,更節(jié)能。
5、因某種原因也許 C1 不能太靠近兩個開關(guān),那就再用一個小容量的 CBB 電容就近達成這個電容,形成最小回路連接。
6、兩個這樣的最小回路連接的半橋就是全橋,It 回路再最短連接即可。
(審核編輯: 滄海一土)
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