开关电源PCB排版技术规则及应用

图1(a) 多个电容器并联可改善阻抗特性 图1(b) 滤波电路PCB走线方式A差,B好

电感的寄生并联电容量应该尽量减小,电感引脚之间的距离越远越好

图2(a)中的电流环路类似于只有一圈线圈绕组的电感。可以看到高频率交流电流所产生的电磁场B(t)会环绕在此环路的外部和内部。如果高频交流电流环路面积(Ac)很大,就会在此环路的内外部产生很大的电磁干扰。

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图2(a) 为电流环路类似于只有一圈线圈绕组的电感

当一个电感工作频率在fo以下时,电感阻抗随频率的上升而增加;当电感工作频率在fo以上时,电感阻抗随频率的上升而减小;当电感工作频率接近fo时,电感阻抗就等于它的等效并联电阻(REPR)。

在开关电源的应用中电感的等效并联电容(CP)应该控制得越小越好。同时必须注意同一电感量的电感会由于线圈结构不同而产生不同的等效并联电容值(CP)。

图2(b)就显示了同一电感量的电感在二种不同的线圈结构下不同的等效并联电容值。

图2(b) 中第一种电感的五圈绕组是按顺序绕制。这种线圈结构所产生的等效并联电容值(CP )是单组线圈等效并联电容值(C)的五分之一。图2(b)中第二种电感的五圈绕组是按交叉顺序绕制。其中绕组#4和#5放置在绕组#1#2#3之间而绕组#1和#5非常靠近。这种线圈结构所产生的等效并联电容值(Cp)是单组线圈等效并联电容值(C)的两倍。

可以看到,相同电感量的两种电感的等效并联电容值居然相差达十倍。在高频滤波上如果一个电感的等效并联电容值太大,高频噪音就会很容易地通过它的并联电容而直接流到负载上。这样的电感也就失去了它的高频滤波功能。

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图2(b) 不同线圈结构造成不同等效并联电容值

图2(c)显示了在一个PCB上输入电源(VIN)通过电感(L)至负载(RL)的不同走线方式。为了降低电感的Cp,电感的二个引脚应尽量远离。而VIN 正极至RL和VIN 负极至RL上的走线应尽量靠近。

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