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如何通过LED开关电源做PCB回路设计?

【导读】 LED开关电源的研发速度在最近几年有了明显的飞跃,新产品更新换代的速度也加快了许多。作为最后一个设计环节,PCB的设计也显得尤为重要,因为一旦在这一环节出现问题,那么很可能会对整个LED开关电源系统产生较多的电磁干扰,对于电源工作的稳定性和安全性也都会造成不利影响。那么,PCB的设计怎样做才是正确的呢?

LED开关电源的研发速度在最近几年有了明显的飞跃,新产品更新换代的速度也加快了许多。作为最后一个设计环节,PCB的设计也显得尤为重要,因为一旦在这一环节出现问题,那么很可能会对整个LED开关电源系统产生较多的电磁干扰,对于电源工作的稳定性和安全性也都会造成不利影响。那么,PCB的设计怎样做才是正确的呢?

如何通过LED开关电源做PCB回路设计?

最近几年LED电源的元器件布局研究和市场实践结果证明,即使在研发初期所设计的电路原理图是非常正确,一旦PCB的设计出现问题,也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如由于电源和地线的考虑不周到而引起的干扰,就会使产品的性能下降。因此在设计PCB板的时候,就需要采用正确的方法。

在开关电源常用到的PCB板中,通常每一个开关电源都有四个电流回路,它们分别是输入信号源电流回路、电源开关交流回路、输出整流交流回路和输出负载电流回路。输入回路通过一个近似直流的电流对输入电容充电,滤波电容主要起到一个宽带储能作用。与之类似,输出滤波电容也用来储存来自输出整流器的高频能量,同时消除输出负载回路的直流能量。所以,输入和输出滤波电容的接线端十分重要,输入及输出电流回路应分别只从滤波电容的接线端连接到电源。

输入和输出回路的设置和连接对于整个PCB板来说,是非常重要的,其合理与否将直接关系到电磁干扰的大小。如果在输入、输出回路和电源开关、整流回路之间的连接无法与电容的接线端直接相连,交流能量将由输入或输出滤波电容辐射到环境中去。电源开关交流回路和整流器的交流回路都包含高幅梯形电流,这些电流中谐波成分很高,其频率远大于开关基频。回路的峰值幅度可高达输入或输出直流电流幅度的5倍,过渡时间通常约为50ns。这两个回路最容易产生电磁干扰,因此必须在电源设计中先布置交流回路才设置其它布线。

在LED开关电源的输入、输入回路中,每个回路都由三种主要的元件来构成。这三种元件分别是“滤波电容”、“电源开关或整流器”和“电感或变压器”。这三种重要的元件应彼此相邻地进行放置,调整元件位置使它们之间的电流路径尽可能短。建立开关电源布局的最好方法与其电气设计相似,最佳设计流程如下:

1、放置变压器

2、设计电源开关电流回路

3、设计输出整流器电流回路

4、连接到交流电源电路的控制电路

5、设计输入电流源回路和输入滤波器

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