电子产品世界

图5显示了12V/(1.8V/3.5A)电源在满载下的波形。最上面的波形是1.8V输出电压纹波。测出来的纹波值也是53mV。中间波形是上端和下端场效应管驱动电压。最下面波形是BST管脚上的电压。测量出来的开关频率是145kHz，非常接近前面计算出来的150kHz值。

图5 12V/(1.8V/3.5A)开关电源波形(满载)

图6显示了输出电压在负载从满载到空载过程中的波形。直流电压的变化小于50mV，大约是输出电压的3％。

图6 输出电压动态波形（Vin=12V，VO=1.8V，IO=3.5A～0A）

4 PCB线路板排版要点

为保证设计的电源能在系统中正常工作，PCB排版是非常重要的。电源PCB排版与数字电路排版完全不一样。在数字电路排版中，许多数字芯片可以通过PCB软件来自动排列，芯片之间的连接线可以通过PCB软件来自动连接。正确的开关电源PCB排版需要设计人员对开关电源工作原理有一定的了解。通常设计人员需要知道高频交流电流的走线并能够区分小信号控制电路部分和大功率元器件走线部分。

图7将传统电路图（图1）分成控制电路部分和功率电路部分。一般来讲，电源的功率电路部分包括输入电容（Cin），输出电容(CO），输出电感（L），场效应管(S1/S2）。控制电路部分包括PWM芯片、旁路电容、自举电路及反馈电阻。

图7 电源控制电路（细线）和功率电路走线（粗线）

图8更进一步显示功率电路部分的电流和电压。可以看到高频率交流电流在由场效应管和输入电容所组成的回路中流动。所以，此回路中元器件之间的PCB走线要短且宽。此回路的面积越小越好。小回路面积将大大地减小EMI噪声并产生一个比较安静的功率地。安静的功率地使场效应管的栅极驱动电压波形非常干净。Cin可用大容量电解电容和小容量瓷片电容并联，并要靠近场效应管。这可以用图9的物理效应来解释。在图9中，如果高频电流的回路面积很大，就会在回路的内部和外部产生很强的EMI。如果同样的高频电流的回路面积设计得非常小，回路内部和外部的电磁场互相抵销，整个电路会变得非常安静。

图8 功率电路的电流和电压

图9 大回路面积大EMI干扰（上）小回路面积小EMI干扰（下）

关键词： 设计 电源 简易 低价