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LED开关电源应该如何设计PCB回路?

导读: LED开关电源的研发速度在最近几年中有了明显的技术飞跃,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的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中有了明显的技术飞跃,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的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?

  通过最近几年中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,然而一旦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、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。

  在一块开关电源常用到的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、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。与之类似地,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印刷线路版来说,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并辐射到环境中去。电源开关交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形电流,这些电流中谐波成分很高,其频率远大于开关基频,峰值幅度可高达持续输入、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,因此必须在电源中其它印制线布线之前先布好这些交流回路。

  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、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:放置变压器→设计电源开关电流回路→设计输出整流器电流回路→连接到交流电源电路的控制电路→设计输入电流源回路和输入滤波器。
 

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