開關模式電源用於將一個電壓轉換為另一個電壓。這種電源的效率通常很高，因此，在許多應用中，它取代了線性穩壓器。

 

 

開關模式電源以一定的開關頻率工作。開關頻率既可以是固定的(例如在PWM型控製中)，也可以根據某些因素而變化(例如在PFM或遲滯型控製中)。無論何種情況，開關模式電源的工作原理，都在於它有一定的開啟時間Ton和一定的關閉時間Toff.一個50%占空比的典型開關周期。這意味著
，在完整周期T的50%時間裏，轉換器中有某一電流;在另外50%時間裏，轉換器中有不同的電流。

 

當我們考慮係統噪聲時，實際的開關頻率(換言之，周期長度T)bingbushihenzhongyao。ruguotazaixitongdeminganxinhaopinlvfanweinei，kaiguanpinlvhuoqixiebokenenghuiyingxiangxitong。danyibaneryan，kaiguanpinlvbingbushiyingxiangxitongdezuidayinsu。

 

在開關模式電源中，真正重要的是開關轉換的速度。我們可以看到開關轉換在時間標度上的放大圖。在周期T為2us的時間標度上

，對於500kHz PWM開關頻率，轉換看起來像是一條垂直線。但放大後
，我們可以看到，開關轉換通常需要30到90ns的時間。

 

 

每2.5cm PCB走線具有大約20nH的走線電感。確切的電感值取決於走線的厚度、寬度和幾何形狀
，但根據經驗，一般取20nH/2.5cm切實可行。假設一個降壓穩壓器提供5A的輸出電流，我們將會看到電流從0A切換到5A.當開關電流很大且開關轉換時間很短時
，我們可以利用下麵的公式，計算微小的走線電感會產生多大的電壓偏移：

 

假設走線長2.5cm(20nH)
，輸出電流為5A(降壓穩壓器中的5A開關電流)
，MOSFET功率開關的轉換時間為30ns，那麼電壓偏移將是3.33V.

 

由此可見，僅僅2.5cmdezouxiandianganjiunengchanshengxiangdangdadedianyapianyi。zhezhongpianyishenzhichangchangdaozhikaiguanmoshidianyuanwanquanshixiao。jiangshurudianrongfangzailikaiguanwenyaqishuruyinjiaojilimidedifang，tongchangjiuhuidaozhikaiguandianyuanbunenggongzuo。zaibujubuxianbudangdedianlubanshang
，ruguokaiguandianyuanrengnenggongzuo，tajiangchanshengfeichangdadedianciganrao(EMI)。

 

zaishangmiandegongshizhong，womenweiyinenggaibiandecanshushizouxiandiangan。womenkeyishizouxianjinkenengduan，congerjiangdizouxiandiangan。jiaohoudetongxianyeyouzhuyujiangdidiangan。youyufuzaisuoxudegonglvguding，yinciwomenwufagaibiandianliucanshu。duiyuzhuanhuanshijianeryan
，womenkeyigaibian，danyibanbuxianggaibian。jianmanzhuanhuanshijiankeyijiangdichanshengdedianyapianyi，congerjiangdiEMI
，但是開關損耗卻會提高
，我們將不得不以較低的開關頻率並利用昂貴而龐大的電源器件工作。

 

在開關模式電源的PCB布局布線中，最重要的準則是以某種方式使交流走線盡可能短。如果能認真遵守這一準則
，良好的電路板布局布線可以說已經成功了80%.為了找到這些在很短的時間(轉換時間)內將電流從"滿電流"變為"無電流"的de交jiao流liu走zou線xian，我wo們men將jiang原yuan理li圖tu繪hui製zhi了le三san次ci。它ta是shi一yi個ge簡jian單dan的de降jiang壓ya型xing開kai關guan模mo式shi電dian源yuan。在zai頂ding部bu的de原yuan理li圖tu中zhong
，我wo們men用yong虛xu線xian畫hua出chu了le開kai啟qi時shi間jian內nei電dian流liu的de流liu動dong。在zai中zhong間jian的de原yuan理li圖tu中zhong，我wo們men用yong虛xu線xian畫hua出chu了le關guan閉bi時shi間jian內nei電dian流liu的de流liu動dong。底di部bu的de原yuan理li圖tu特te別bie值zhi得de注zhu意yi。這zhe裏li

，我wo們men畫hua出chu了le電dian流liu從cong開kai啟qi時shi間jian變bian為wei關guan閉bi時shi間jian的de所suo有you走zou線xian。

 

通過這種方法，我們可以輕鬆找到任何開關模式電源拓撲結構的交流電流走線。

 

在(zai)評(ping)估(gu)現(xian)有(you)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)布(bu)局(ju)布(bu)線(xian)時(shi)，一(yi)個(ge)好(hao)的(de)辦(ban)法(fa)是(shi)將(jiang)其(qi)打(da)印(yin)在(zai)紙(zhi)上(shang)，並(bing)放(fang)上(shang)一(yi)張(zhang)透(tou)明(ming)的(de)塑(su)料(liao)板(ban)，然(ran)後(hou)用(yong)不(bu)同(tong)顏(yan)色(se)的(de)筆(bi)

，畫(hua)出(chu)開(kai)啟(qi)時(shi)間(jian)和(he)關(guan)閉(bi)時(shi)間(jian)內(nei)的(de)電(dian)流(liu)流(liu)向(xiang)及(ji)相(xiang)應(ying)的(de)交(jiao)流(liu)走(zou)線(xian)。雖(sui)然(ran)我(wo)們(men)傾(qing)向(xiang)於(yu)認(ren)為(wei)，能(neng)夠(gou)在(zai)頭(tou)腦(nao)中(zhong)完(wan)成(cheng)這(zhe)一(yi)相(xiang)對(dui)簡(jian)單(dan)的(de)工(gong)作(zuo)，但(dan)在(zai)思(si)維(wei)過(guo)程(cheng)中(zhong)，我(wo)們(men)常(chang)常(chang)會(hui)犯(fan)一(yi)些(xie)小(xiao)錯(cuo)誤(wu)，因(yin)此(ci)，強(qiang)烈(lie)建(jian)議(yi)在(zai)紙(zhi)上(shang)繪(hui)出(chu)走(zou)線(xian)。

 

 

降jiang壓ya穩wen壓ya器qi的de交jiao流liu走zou線xian。必bi須xu注zhu意yi

，某mou些xie接jie地di走zou線xian也ye是shi交jiao流liu走zou線xian，同tong樣yang需xu要yao保bao持chi盡jin可ke能neng短duan。此ci外wai
，對dui於yu這zhe些xie交jiao流liu電dian流liu路lu徑jing，建jian議yi不bu要yao使shi用yong任ren何he過guo孔kong

，因yin為wei過guo孔kong的de電dian感gan也ye相xiang當dang高gao。對dui於yu這zhe一yi規gui則ze
，僅jin有you非fei常chang少shao的de例li外wai情qing況kuang。如ru果guo交jiao流liu路lu徑jing不bu使shi用yong過guo孔kong，將jiang實shi際ji導dao致zhi比bi過guo孔kong本ben身shen更geng大da的de走zou線xian電dian感gan，那na麼me建jian議yi使shi用yong過guo孔kong。多duo個ge過guo孔kong並bing聯lian優you於yu僅jin使shi用yong單dan個ge過guo孔kong。

 

 

在EMIfangmian，womenyebixukaolvdiangan。shijiqijianbingbuxiangxuduorenrenweidenayangduicheng。dianganyouyigecixin
，cixinzhouweiraozhedianxian。raozuzongyouyigeqishiduanheyigejieshuduan。qishiduanlianjiedaodiangandeneiraozu，jieshuduancongdiangandewairaozujiechu。raozudeqishiduantongchangzaiqijianshangbiaoyouyigeyuandian。jiangqishiduanlianjiedaogaozaoshengkaiguanjiedian，jiangjieshuduanlianjiedaoanjingdedianyafeichangzhongyao。duiyujiangyawenyaqi，anjingdedianyajiushishuchudianya。zheyang，wairaozushangdegudingdianya

，keyizaidianqishangpingbineiraozushangdejiaoliukaiguanjiediandianya，congerdianyuandeEMI將會較低。

 

shunbiantiyixia，suoweidepingbidianganyeshiruci。juyouyidingcidaolvdepingbidiangandewaibu，queshishiyonglemouzhongpingbicailiao，gaicailiaohuishoujinfengzhuangcededabufencilixian。raner，zhezhongcailiaozhinengyizhicichang，erbunengyizhidianchang。wairaozushangdejiaoliudianyazhuyaoshidianqihuorongxingouheyinqidewenti，pingbidiangandepingbicailiaomeiyouyizhicileiouhe。yinci，pingbidianganyeyingfangzaidianlubanshang，yibianjianggaozaoshengkaiguanjiedianlianjiedaoraozuqishiduan，congerjiangEMI降到最低。

 

開關模式電源良好電路板布局布線的基礎

 

工程課程一般不會教授如何實現良好的電路板布局布線。高頻RFleikechenghuiyanjiuzouxianzukangdezhongyaoxing，danxuyaozixinggoujianxitongdianyuandegongchengshi，tongchangbuhuijiangdianyuanshiweigaopinxitong，erhushiledianlubanbujubuxiandezhongyaoxing。dianlubanbujubuxianbudangyinqidedaduoshuwenti，doukeyiguijieweiweikongzhijiaoliudianliuzouxianjinkenengduanbingqiejincou。lejiebenwensuoshudianlubanbujubuxianzhunzebeihoudeliyoubingyangezunshou，jiangnenggoubakaiguanmoshidianyuanderenhePCB相關問題降到最小。