時(shÃ)間:2019-02-25 09:46:20來(lái)æºï¼š é›»å發(fÄ)燒å‹ç¶²(wÇŽng)
å·¥ç¨‹èª²ç¨‹ä¸€èˆ¬ä¸æœƒ(huì)教授如何實(shÃ)ç¾(xià n)良好的電路æ¿å¸ƒå±€å¸ƒç·šã€‚é«˜é »RF類課程會(huì)ç ”ç©¶èµ°ç·šé˜»æŠ—çš„é‡è¦æ€§ï¼Œä½†éœ€è¦è‡ªè¡Œæ§‹(gòu)建系統(tÇ’ng)é›»æºçš„å·¥ç¨‹å¸«ï¼Œé€šå¸¸ä¸æœƒ(huì)將電æºè¦–ç‚ºé«˜é »ç³»çµ±(tÇ’ng),而忽視了電路æ¿å¸ƒå±€å¸ƒç·šçš„é‡è¦æ€§ã€‚
了解本文所述電路æ¿å¸ƒå±€å¸ƒç·šæº–(zhÇ”n)則背åŽçš„ç†ç”±å¹¶åš´(yán)æ ¼éµå®ˆï¼Œå°‡èƒ½å¤ 把開(kÄi)é—œ(guÄn)模å¼é›»æºçš„任何PCB相關(guÄn)å•(wèn)題é™åˆ°æœ€å°ã€‚
é–‹(kÄi)é—œ(guÄn)模å¼é›»æºç”¨äºŽå°‡ä¸€å€‹(gè)電壓轉(zhuÇŽn)æ›ç‚ºå¦ä¸€å€‹(gè)電壓。這種電æºçš„æ•ˆçŽ‡é€šå¸¸å¾ˆé«˜ï¼Œå› æ¤ï¼Œåœ¨è¨±å¤šæ‡‰(yÄ«ng)用ä¸ï¼Œå®ƒå–代了線性穩(wÄ›n)壓器。
é–‹(kÄi)é—œ(guÄn)é »çŽ‡èˆ‡é–‹(kÄi)é—œ(guÄn)轉(zhuÇŽn)æ›
é–‹(kÄi)é—œ(guÄn)模å¼é›»æºä»¥ä¸€å®šçš„é–‹(kÄi)é—œ(guÄn)é »çŽ‡å·¥ä½œã€‚é–‹(kÄi)é—œ(guÄn)é »çŽ‡æ—¢å¯ä»¥æ˜¯å›ºå®šçš„(例如在PWM型控制ä¸ï¼‰ï¼Œä¹Ÿå¯ä»¥æ ¹æ“š(jù)æŸäº›å› ç´ è€Œè®ŠåŒ–ï¼ˆä¾‹å¦‚åœ¨PFMæˆ–é²æ»¯åž‹æŽ§åˆ¶ä¸ï¼‰ã€‚
ç„¡(wú)論何種情æ³ï¼Œé–‹(kÄi)é—œ(guÄn)模å¼é›»æºçš„工作原ç†ï¼Œéƒ½åœ¨äºŽå®ƒæœ‰ä¸€å®šçš„é–‹(kÄi)啟時(shÃ)é–“Ton和一定的關(guÄn)閉時(shÃ)é–“Toff.一個(gè)50%å 空比的典型開(kÄi)é—œ(guÄn)周期。這æ„味著,在完整周期Tçš„50%時(shÃ)間里,轉(zhuÇŽn)æ›å™¨ä¸æœ‰æŸä¸€é›»æµï¼›åœ¨å¦å¤–50%時(shÃ)間里,轉(zhuÇŽn)æ›å™¨ä¸æœ‰ä¸åŒçš„é›»æµã€‚
ç•¶(dÄng)我們考慮系統(tÇ’ng)å™ªè²æ™‚(shÃ),實(shÃ)際的開(kÄi)é—œ(guÄn)é »çŽ‡ï¼ˆæ›è¨€ä¹‹ï¼Œå‘¨æœŸé•·(zhÇŽng)度Tï¼‰å¹¶ä¸æ˜¯å¾ˆé‡è¦ã€‚如果它在系統(tÇ’ng)çš„æ•æ„Ÿä¿¡è™Ÿ(hà o)é »çŽ‡èŒƒåœå…§(nèi),開(kÄi)é—œ(guÄn)é »çŽ‡æˆ–å…¶è«§æ³¢å¯èƒ½æœƒ(huì)影響系統(tÇ’ng)。但一般而言,開(kÄi)é—œ(guÄn)é »çŽ‡å¹¶ä¸æ˜¯å½±éŸ¿ç³»çµ±(tÇ’ng)çš„æœ€å¤§å› ç´ ã€‚
在開(kÄi)é—œ(guÄn)模å¼é›»æºä¸ï¼ŒçœŸæ£é‡è¦çš„æ˜¯é–‹(kÄi)é—œ(guÄn)轉(zhuÇŽn)æ›çš„速度。我們å¯ä»¥çœ‹åˆ°é–‹(kÄi)é—œ(guÄn)轉(zhuÇŽn)æ›åœ¨æ™‚(shÃ)間標(biÄo)度上的放大圖。在周期T為2us的時(shÃ)間標(biÄo)度上,å°(duì)于500kHzPWMé–‹(kÄi)é—œ(guÄn)é »çŽ‡ï¼Œè½‰(zhuÇŽn)æ›çœ‹èµ·ä¾†(lái)åƒæ˜¯ä¸€æ¢åž‚直線。但放大åŽï¼Œæˆ‘們å¯ä»¥çœ‹åˆ°ï¼Œé–‹(kÄi)é—œ(guÄn)轉(zhuÇŽn)æ›é€šå¸¸éœ€è¦30到90ns的時(shÃ)間。
為什么良好的PCB布局布線éžå¸¸é‡è¦ï¼Ÿ
æ¯2.5cmPCB走線具有大約20nHçš„èµ°ç·šé›»æ„Ÿã€‚ç¢ºåˆ‡çš„é›»æ„Ÿå€¼å–æ±ºäºŽèµ°ç·šçš„厚度ã€å¯¬åº¦å’Œå¹¾ä½•å½¢ç‹€ï¼Œä½†æ ¹æ“š(jù)ç¶“(jÄ«ng)é©—(yà n),一般å–20nH/2.5cm切實(shÃ)å¯è¡Œã€‚
å‡è¨(shè)一個(gè)é™å£“ç©©(wÄ›n)壓器æä¾›5A的輸出電æµï¼Œæˆ‘們將會(huì)看到電æµå¾ž0A切æ›åˆ°5A.ç•¶(dÄng)é–‹(kÄi)é—œ(guÄn)é›»æµå¾ˆå¤§ä¸”é–‹(kÄi)é—œ(guÄn)轉(zhuÇŽn)æ›æ™‚(shÃ)é–“å¾ˆçŸæ™‚(shÃ),我們å¯ä»¥åˆ©ç”¨ä¸‹é¢çš„å…¬å¼ï¼Œè¨ˆ(jì)ç®—å¾®å°çš„走線電感會(huì)產(chÇŽn)生多大的電壓å移:
å‡è¨(shè)èµ°ç·šé•·(zhÇŽng)2.5cm(20nH),輸出電æµç‚º5A(é™å£“ç©©(wÄ›n)壓器ä¸çš„5Aé–‹(kÄi)é—œ(guÄn)é›»æµï¼‰ï¼ŒMOSFET功率開(kÄi)é—œ(guÄn)的轉(zhuÇŽn)æ›æ™‚(shÃ)間為30ns,那么電壓å移將是3.33V.
ç”±æ¤å¯è¦‹(jià n),僅僅2.5cm的走線電感就能產(chÇŽn)生相當(dÄng)大的電壓å移。這種å移甚至常常導(dÇŽo)致開(kÄi)é—œ(guÄn)模å¼é›»æºå®Œå…¨å¤±æ•ˆã€‚將輸入電容放在離開(kÄi)é—œ(guÄn)ç©©(wÄ›n)壓器輸入引腳幾厘米的地方,通常就會(huì)å°Ž(dÇŽo)致開(kÄi)é—œ(guÄn)é›»æºä¸èƒ½å·¥ä½œã€‚在布局布線ä¸ç•¶(dÄng)?shù)碾å¨é’’迳希绻_(kÄi)é—œ(guÄn)é›»æºä»èƒ½å·¥ä½œï¼Œå®ƒå°‡ç”¢(chÇŽn)生éžå¸¸å¤§çš„é›»ç£å¹²æ“¾ï¼ˆEMI)。
在上é¢çš„å…¬å¼ä¸ï¼Œæˆ‘å€‘å”¯ä¸€èƒ½æ”¹è®Šçš„åƒæ•¸(shù)是走線電感。我們å¯ä»¥ä½¿èµ°ç·šç›¡å¯èƒ½çŸï¼Œå¾žè€Œé™ä½Žèµ°ç·šé›»æ„Ÿã€‚較厚的銅線也有助于é™ä½Žé›»æ„Ÿã€‚ç”±äºŽè² (fù)è¼‰æ‰€éœ€çš„åŠŸçŽ‡å›ºå®šï¼Œå› æ¤æˆ‘們無(wú)法改變電æµåƒæ•¸(shù)。å°(duì)于轉(zhuÇŽn)æ›æ™‚(shÃ)間而言,我們å¯ä»¥æ”¹è®Šï¼Œä½†ä¸€èˆ¬ä¸æƒ³æ”¹è®Šã€‚
減慢轉(zhuÇŽn)æ›æ™‚(shÃ)é–“å¯ä»¥é™ä½Žç”¢(chÇŽn)生的電壓å移,從而é™ä½ŽEMI,但是開(kÄi)é—œ(guÄn)æè€—廿œƒ(huì)æé«˜ï¼Œæˆ‘們將ä¸å¾—ä¸ä»¥è¼ƒä½Žçš„é–‹(kÄi)é—œ(guÄn)é »çŽ‡å¹¶åˆ©ç”¨æ˜‚è²´è€Œé¾å¤§çš„é›»æºå™¨ä»¶å·¥ä½œã€‚
找到交æµé›»æµèµ°ç·š
在開(kÄi)é—œ(guÄn)模å¼é›»æºçš„PCB布局布線ä¸ï¼Œæœ€é‡è¦çš„æº–(zhÇ”n)則是以æŸç¨®æ–¹å¼ä½¿äº¤æµèµ°ç·šç›¡å¯èƒ½çŸã€‚
如果能èª(rèn)真éµå®ˆé€™ä¸€æº–(zhÇ”n)則,良好的電路æ¿å¸ƒå±€å¸ƒç·šå¯ä»¥èªª(shuÅ)已經(jÄ«ng)æˆåŠŸäº†80%.為了找到這些在很çŸçš„æ™‚(shÃ)間(轉(zhuÇŽn)æ›æ™‚(shÃ)間)內(nèi)將電æµå¾žâ€œæ»¿é›»æµâ€è®Š?yÅu)椤ç›o(wú)é›»æµâ€çš„交æµèµ°ç·šï¼Œæˆ‘們將原ç†åœ–繪制了三次。
它是一個(gè)ç°¡(jiÇŽn)單的é™å£“型開(kÄi)é—œ(guÄn)模å¼é›»æºã€‚åœ¨é ‚éƒ¨çš„åŽŸç†åœ–ä¸ï¼Œæˆ‘們用虛線畫出了開(kÄi)啟時(shÃ)é–“å…§(nèi)é›»æµçš„æµå‹•(dòng)。在ä¸é–“的原ç†åœ–ä¸ï¼Œæˆ‘們用虛線畫出了關(guÄn)閉時(shÃ)é–“å…§(nèi)é›»æµçš„æµå‹•(dòng)。底部的原ç†åœ–特別值得注æ„。這里,我們畫出了電æµå¾žé–‹(kÄi)啟時(shÃ)間變?yÅu)æ®›P(guÄn)閉時(shÃ)間的所有走線。
通éŽ(guò)這種方法,我們å¯ä»¥è¼•æ¾æ‰¾åˆ°ä»»ä½•é–‹(kÄi)é—œ(guÄn)模å¼é›»æºæ‹“?fù)æµ£Y(jié)æ§‹(gòu)的交æµé›»æµèµ°ç·šã€‚
在評(pÃng)ä¼°ç¾(xià n)有的電路æ¿å¸ƒå±€å¸ƒç·šæ™‚(shÃ),一個(gè)好的辦法是將其打å°åœ¨ç´™ä¸Šï¼Œå¹¶æ”¾ä¸Šä¸€å¼µé€æ˜Žçš„å¡‘æ–™æ¿ï¼Œç„¶åŽç”¨ä¸åŒé¡è‰²çš„ç†ï¼Œç•«å‡ºé–‹(kÄi)啟時(shÃ)間和關(guÄn)閉時(shÃ)é–“å…§(nèi)çš„é›»æµæµå‘åŠç›¸æ‡‰(yÄ«ng)的交æµèµ°ç·šã€‚
雖然我們傾å‘于èª(rèn)ç‚ºï¼Œèƒ½å¤ åœ¨é è…¦ä¸å®Œæˆé€™ä¸€ç›¸å°(duì)ç°¡(jiÇŽn)單的工作,但在æ€ç¶éŽ(guò)程ä¸ï¼Œæˆ‘們常常會(huì)犯一些å°éŒ¯(cuò)èª¤ï¼Œå› æ¤ï¼Œå¼·(qiáng)烈建è°åœ¨ç´™ä¸Šç¹ªå‡ºèµ°ç·šã€‚
實(shÃ)ç¾(xià n)良好的PCB布局布線
é™å£“ç©©(wÄ›n)壓器的交æµèµ°ç·šã€‚å¿…é ˆæ³¨æ„,æŸäº›æŽ¥åœ°èµ°ç·šä¹Ÿæ˜¯äº¤æµèµ°ç·šï¼ŒåŒæ¨£éœ€è¦ä¿æŒç›¡å¯èƒ½çŸã€‚æ¤å¤–,å°(duì)于這些交æµé›»æµè·¯å¾‘,建è°ä¸è¦ä½¿ç”¨ä»»ä½•éŽ(guò)å”ï¼Œå› ?yà n)檫^(guò)å”的電感也相當(dÄng)高。å°(duì)于這一è¦(guÄ«)則,僅有éžå¸¸å°‘的例外情æ³ã€‚
如果交æµè·¯å¾‘ä¸ä½¿ç”¨éŽ(guò)å”,將實(shÃ)際導(dÇŽo)致比éŽ(guò)唿œ¬èº«æ›´å¤§çš„走線電感,那么建è°ä½¿ç”¨éŽ(guò)å”。多個(gè)éŽ(guò)å”å¹¶è¯(lián)優(yÅu)于僅使用單個(gè)éŽ(guò)å”。
電感的特殊考慮
在EMIæ–¹é¢ï¼Œæˆ‘å€‘ä¹Ÿå¿…é ˆè€ƒæ…®é›»æ„Ÿã€‚å¯¦(shÃ)際器件并ä¸åƒè¨±å¤šäººèª(rèn)為的那樣å°(duì)稱。電感有一個(gè)ç£èŠ¯ï¼Œç£èН呍åœç¹žè‘—電線。繞組總有一個(gè)起始端和一個(gè)çµ(jié)æŸç«¯ã€‚
起始端連接到電感的內(nèi)繞組,çµ(jié)æŸç«¯å¾žé›»æ„Ÿçš„外繞組接出。繞組的起始端通常在器件上標(biÄo)有一個(gè)圓點(diÇŽn)。將起始端連接到高噪è²é–‹(kÄi)é—œ(guÄn)節(jié)點(diÇŽn),將çµ(jié)æŸç«¯é€£æŽ¥åˆ°å®‰éœçš„電壓éžå¸¸é‡è¦ã€‚å°(duì)于é™å£“ç©©(wÄ›n)壓器,安éœçš„電壓就是輸出電壓。
這樣,外繞組上的固定電壓,å¯ä»¥åœ¨é›»æ°£ä¸Šå±è”½å…§(nèi)繞組上的交æµé–‹(kÄi)é—œ(guÄn)節(jié)點(diÇŽn)電壓,從而電æºçš„EMI將會(huì)較低。
é †ä¾¿æä¸€ä¸‹ï¼Œæ‰€è¬‚çš„å±è”½é›»æ„Ÿä¹Ÿæ˜¯å¦‚æ¤ã€‚具有一定ç£å°Ž(dÇŽo)率的å±è”½é›»æ„Ÿçš„外部,確實(shÃ)使用了æŸç¨®å±è”½ææ–™ï¼Œè©²ææ–™æœƒ(huì)æ”¶ç·Šå°è£å´(cè)的大部分ç£åŠ›ç·šã€‚ç„¶è€Œï¼Œé€™ç¨®ææ–™åªèƒ½æŠ‘制ç£å ´(chÇŽng),而ä¸èƒ½æŠ‘åˆ¶é›»å ´(chÇŽng)。
外繞組上的交æµé›»å£“ä¸»è¦æ˜¯é›»æ°£æˆ–容性耦åˆå¼•èµ·çš„å•(wèn)題,å±è”½é›»æ„Ÿçš„å±è”½ææ–™æ²’(méi)有抑制æ¤é¡žè€¦åˆã€‚å› æ¤ï¼Œå±è”½é›»æ„Ÿä¹Ÿæ‡‰(yÄ«ng)放在電路æ¿ä¸Šï¼Œä»¥ä¾¿å°‡é«˜å™ªè²é–‹(kÄi)é—œ(guÄn)節(jié)點(diÇŽn)連接到繞組起始端,從而將EMIé™åˆ°æœ€ä½Žã€‚
é–‹(kÄi)é—œ(guÄn)模å¼é›»æºè‰¯å¥½é›»è·¯æ¿å¸ƒå±€å¸ƒç·šçš„基礎(chÇ”)
å·¥ç¨‹èª²ç¨‹ä¸€èˆ¬ä¸æœƒ(huì)教授如何實(shÃ)ç¾(xià n)良好的電路æ¿å¸ƒå±€å¸ƒç·šã€‚é«˜é »RF類課程會(huì)ç ”ç©¶èµ°ç·šé˜»æŠ—çš„é‡è¦æ€§ï¼Œä½†éœ€è¦è‡ªè¡Œæ§‹(gòu)建系統(tÇ’ng)é›»æºçš„å·¥ç¨‹å¸«ï¼Œé€šå¸¸ä¸æœƒ(huì)將電æºè¦–ç‚ºé«˜é »ç³»çµ±(tÇ’ng),而忽視了電路æ¿å¸ƒå±€å¸ƒç·šçš„é‡è¦æ€§ã€‚
電路æ¿å¸ƒå±€å¸ƒç·šä¸ç•¶(dÄng)引起的大多數(shù)å•(wèn)題,都å¯ä»¥æ¸çµ(jié)為未控制交æµé›»æµèµ°ç·šç›¡å¯èƒ½çŸå¹¶ä¸”緊湊。了解本文所述電路æ¿å¸ƒå±€å¸ƒç·šæº–(zhÇ”n)則背åŽçš„ç†ç”±å¹¶åš´(yán)æ ¼éµå®ˆï¼Œå°‡èƒ½å¤ 把開(kÄi)é—œ(guÄn)模å¼é›»æºçš„任何PCB相關(guÄn)å•(wèn)題é™åˆ°æœ€å°ã€‚
è²æ˜Žï¼šæœ¬æ–‡ç‚ºè½‰(zhuÇŽn)è¼‰é¡žæ–‡ç« ï¼Œå¦‚æ¶‰åŠç‰ˆæ¬Š(quán)å•(wèn)題,請(qÇng)åŠæ™‚(shÃ)è¯(lián)系我們刪除(QQ:2737591964),ä¸ä¾¿ä¹‹è™•,敬請(qÇng)è«’è§£ï¼
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