開關(guan) bv伟德手机客户端平台layout與(yu) 紋波！

 

PCB布線與(yu) 紋波關(guan) 係

布局：脈衝(chong) 電壓連線盡可能短，其中輸入開關(guan) 管到變壓器連線，輸出變壓器到整流管連接線。脈衝(chong) 電流環路盡可能小如輸入濾波電容正到變壓器到開關(guan) 管返回電容負。輸出部分變壓器出端到整流管到輸出電感到輸出電容返回變壓器電路中X電容要盡量接近開關(guan) bv伟德手机客户端平台輸入端，輸入線應避免與(yu) 其他電路平行，應避開。 Y電容應放置在機殼接地端子或FG連接端。共摸電感應與(yu) 變壓器保持一定距離，以避免磁偶合。如不好處理可在共摸電感與(yu) 變壓器間加一屏蔽，以上幾項對開關(guan) bv伟德手机客户端平台的EMC性能影響較大。 

輸出電容一般可采用兩(liang) 隻一隻靠近整流管另一隻應靠近輸出端子，可影響bv伟德手机客户端平台輸出紋波指標，兩(liang) 隻小容量電容並聯效果應優(you) 於(yu) 用一隻大容量電容。發熱器件要和電解電容保持一定距離，以延長整機壽命，電解電容是開關(guan) bv伟德手机客户端平台壽命的瓶勁，如變壓器、功率管、大功率電阻要和電解保持距離，電解之間也須留出散熱空間，條件允許可將其放置在進風口。

總的講這三種手段都是增大pcb的電流承載能力，我覺得走線位的是縮短長度，這樣是減小板上寄生電感的有效辦法。

如果長度定了 在綜合考慮的話，搪錫 是可取的 ：搪錫對於(yu) 設計者容易實現，隻要在阻焊層上開窗就行了，不用和pcb廠商什麽(me) 特殊接洽也沒有附加費用，默認的pcb防氧化工藝就是熱風整平，就是噴上錫用熱風吹一下。 搪錫的缺點是 裸露容易短路。

增加銅箔厚度的話 就需要使用特殊的板料，一般都是1oz的板材。如果需要加厚一般采用二次覆銅，二次銅皮強度低容易剝離。需要與(yu) pcb廠家說明同時可能需要增加費用。

大麵積覆銅，對於(yu) 電壓變化不頻繁的網絡可以，比如地線，或者穩壓輸出端，對於(yu) 開關(guan) 動作中電壓波動大的地方不適合大麵積覆銅，這樣變化的電場回產(chan) 生磁場，磁場再產(chan) 生電場。對就是電磁輻射。那就是空間幹擾。同樣影響性能。

開關(guan) bv伟德手机客户端平台紋波的產(chan) 生

開關(guan) bv伟德手机客户端平台紋波的產(chan) 生

我們(men) 終的目的是要把輸出紋波降低到可以忍受的程度，達到這個(ge) 目的根本的解決(jue) 方法就是要盡量避免紋波的產(chan) 生，首先要清楚開關(guan) bv伟德手机客户端平台紋波的種類和產(chan) 生原因。

上圖是開關(guan) bv伟德手机客户端平台中簡單的拓撲結構-buck降壓型bv伟德手机客户端平台。

隨著SWITCH的開關(guan) ，電感L中的電流也是在輸出電流的有效值上下波動的。所以在輸出端也會(hui) 出現一個(ge) 與(yu) SWITCH同頻率的紋波，一般所說的紋波就是指這個(ge) 。它與(yu) 輸出電容的容量和ESR有關(guan) 係。這個(ge) 紋波的頻率與(yu) 開關(guan) bv伟德手机客户端平台相同，為(wei) 幾十到幾百KHz。

另外，SWITCH一般選用雙極性晶體(ti) 管或者MOSFET，不管是哪種，在其導通和截止的時候，都會(hui) 有一個(ge) 上升時間和下降時間。這時候在電路中就會(hui) 出現一個(ge) 與(yu) SWITCH上升下降時間的頻率相同或者奇數倍頻的噪聲，一般為(wei) 幾十MHz。同樣二極管D在反向恢複瞬間，其等效電路為(wei) 電阻電容和電感的串聯，會(hui) 引起諧振，產(chan) 生的噪聲頻率也為(wei) 幾十MHz。這兩(liang) 種噪聲一般叫做高頻噪聲，幅值通常要比紋波大得多。 

如果是AC／DC變換器，除了上述兩(liang) 種紋波(噪聲)以外，還有AC噪聲，頻率是輸入ACbv伟德手机客户端平台的頻率，為(wei) 50～60Hz左右。還有一種共模噪聲，是由於(yu) 很多開關(guan) bv伟德手机客户端平台的功率器件使用外殼作為(wei) 散熱器，產(chan) 生的等效電容導致的。

開關(guan) bv伟德手机客户端平台紋波的測量

基本要求：

使用示波器AC耦合

20MHz帶寬限製

拔掉探頭的地線

1，AC耦合是去掉疊加的直流電壓，得到準確的波形。

2，打開20MHz帶寬限製是防止高頻噪聲的幹擾，防止測出錯誤的結果。因為(wei) 高頻成分幅值較大，測量的時候應除去。

3，拔掉示波器探頭的接地夾，使用接地環測量，是為(wei) 了減少幹擾。很多部門沒有接地環，如果誤差允許也直接用探頭的接地夾測量。但在判斷是否合格時要考慮這個(ge) 因素。

還有一點是要使用50Ω終端。橫河示波器的資料上介紹說，50Ω模塊是除去DC成分，測量AC成分。但是很少有示波器配這種專(zhuan) 門的探頭，大多數情況是使用標配100KΩ到10MΩ的探頭測量，影響暫時不清楚。

上麵是測量開關(guan) 紋波時基本的注意事項。如果示波器探頭不是直接接觸輸出點，應該用雙絞線，或者50Ω同軸電纜方式測量。

在測量高頻噪聲時，使用示波器的全通帶，一般為(wei) 幾百兆到GHz級別。其他與(yu) 上述相同。可能不同的公司有不同的測試方法。歸根到底要清楚自己的測試結果。第二要得到客戶認可

關(guan) 於(yu) 示波器：

有些數字示波器因為(wei) 幹擾和存儲(chu) 深度的原因，無法正確的測量出紋波。這時應更換示波器。這方麵有時候雖然老的模擬示波器帶寬隻有幾十兆，但表現要比數字示波器好。

開關(guan) bv伟德手机客户端平台紋波的抑製

對於(yu) 開關(guan) 紋波，理論上和實際上都是一定存在的。通常抑製或減少它的做法有三種：

1，加大電感和輸出電容濾波

根據開關(guan) bv伟德手机客户端平台的公式，電感內(nei) 電流波動大小和電感值成反比，輸出紋波和輸出電容值成反比。所以加大電感值和輸出電容值可以減小紋波。

上圖是開關(guan) bv伟德手机客户端平台電感L內(nei) 的電流波形，其紋波電流△I可由下式算出：

可以看出，增加L值，或者提高開關(guan) 頻率可以減小電感內(nei) 的電流波動。

同樣，輸出紋波與(yu) 輸出電容的關(guan) 係：vripple=Imax/(Co×f)。  可以看出，加大輸出電容值可以減小紋波。

通常的做法，對於(yu) 輸出電容，使用鋁電解電容以達到大容量的目的。但是電解電容在抑製高頻噪聲方麵效果不是很好，而且ESR也比較大，所以會(hui) 在它旁邊並聯一個(ge) 陶瓷電容，來彌補鋁電解電容的不足。

同時，開關(guan) bv伟德手机客户端平台工作時，輸入端的電壓Vin不變，但是電流是隨開關(guan) 變化的。這時輸入bv伟德手机客户端平台不會(hui) 很好地提供電流，通常在靠近電流輸入端(以BucK型為(wei) 例，是SWITcH附近)，並聯電容來提供電流。

應用該對策後，BUCK型開關(guan) bv伟德手机客户端平台如下圖所示：

上麵這種做法對減小紋波的作用是有限的。因為(wei) 體(ti) 積限製，電感不會(hui) 做的很大；輸出電容增加到一定程度，對減小紋波就沒有明顯的效果了；增加開關(guan) 頻率，又會(hui) 增加開關(guan) 損失。所以在要求比較嚴(yan) 格時，這種方法並不是很好。

關(guan) 於(yu) 開關(guan) bv伟德手机客户端平台的原理等，可以參考各類開關(guan) bv伟德手机客户端平台設計手冊(ce) 。

2，二級濾波，就是再加一級LC濾波器

LC濾波器對噪紋波的抑製作用比較明顯，根據要除去的紋波頻率選擇合適的電感電容構成濾波電路，一般能夠很好的減小紋波。

但是，這種情況下需要考慮反饋比較電壓的采樣點。(如下圖所示)

采樣點選在LC濾波器之前(Pa)，輸出電壓會(hui) 降低。因為(wei) 任何電感都有一個(ge) 直流電阻，當有電流輸出時，在電感上會(hui) 有壓降產(chan) 生，導致bv伟德手机客户端平台的輸出電壓降低。而且這個(ge) 壓降是隨輸出電流變化的。

采樣點選在LC濾波器之後(Pb)，這樣輸出電壓就是我們(men) 所希望得到的電壓。但是這樣在bv伟德手机客户端平台係統內(nei) 部引入了一個(ge) 電感和一個(ge) 電容，有可能會(hui) 導致係統不穩定。關(guan) 於(yu) 係統穩定，很多資料有介紹，這裏不詳細寫(xie) 了。

3，開關(guan) bv伟德手机客户端平台輸出之後，接LDO濾波

這是減少紋波和噪聲有效的辦法，輸出電壓恒定，不需要改變原有的反饋係統，但也是成本高，功耗高的辦法。

任何一款LDO都有一項指標：噪音抑製比。是一條頻率-dB曲線，如下圖LT3024的曲線。

經過LDO之後，開關(guan) 紋波一般在10mV以下。

下圖是LDO前後的紋波對比：

對比曲線上圖的曲線和左圖的波形，可以看出對幾百KHz的開關(guan) 紋波，LDO的抑製效果非常好。但在高頻範圍內(nei) ，該LDO的效果就不那麽(me) 理想了。

對減小紋波。開關(guan) bv伟德手机客户端平台的PCB布線也非常關(guan) 鍵，這是個(ge) 很赫手的問題。有專(zhuan) 門的開關(guan) bv伟德手机客户端平台PCB 工程師，簡單的可以參考美國國半公司的AN1229：SIMPLE SWITCHER PCB Layout Guidelines，  (網上有翻譯的中文摘要)

對於(yu) 高頻噪聲，由於(yu) 頻率高幅值較大，後級濾波雖然有一定作用，但效果不明顯。這方麵有專(zhuan) 門的研究，簡單的做法是在二極管上並電容C或RC，或串聯電感。

4，在二極管上並電容C或RC

上圖是實際用二極管的等效電路。二極管高速導通截止時，要考慮寄生參數。在二極管反向恢複期間，等效電感和等效電容成為(wei) 一個(ge) RC振蕩器，產(chan) 生高頻振蕩。為(wei) 了抑製這種高頻振蕩，需在二極管兩(liang) 端並聯電容C或RC緩衝(chong) 網絡。電阻一般取10Ω-100 Ω，電容取4.7pF-2.2nF。

在二極管上並聯的電容C或者RC，其取值要經過反複試驗才能確定。如果選用不當，反而會(hui) 造成更嚴(yan) 重的振蕩。

對高頻噪聲要求嚴(yan) 格的話，可以采用軟開關(guan) 技術。關(guan) 於(yu) 軟開關(guan) ，有很多書(shu) 專(zhuan) 門介紹。

5，二極管後接電感（EMI濾波）

這也是常用的抑製高頻噪聲的方法。針對產(chan) 生噪聲的頻率，選擇合適的電感元件，同樣能夠有效地抑製噪聲。需要注意的是，電感的額定電流要滿足實際的要求。比較簡單的做法，不再詳細解釋。

小結

以上是關(guan) 於(yu) 開關(guan) bv伟德手机客户端平台紋波，總結的一些內(nei) 容，如果能加些波形就更好了。雖然可能不太全，但對一般的應用已經足夠了。關(guan) 於(yu) 噪聲抑製，實際中並不一定全部應用，重要的是根據自己的設計要求，比如產(chan) 品體(ti) 積，成本，開發周期等，選擇合適的方法。