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LED開關電源應該如何設計PCB回路?

2016-03-25

  LED開關電源的研發速度在最近幾年中有了明顯的技術飛躍,新產品更新換代的速度也加快了許多。作為最后一個設計環節,PCB的設計也顯得尤為重要,因為一旦在這一環節出現問題,那么很可能會對整個的LED開關電源系統產生較多的電磁干擾,對于電源工作的穩定性和安全性也都會造成不利影響。那么,PCB的設計怎樣做才是正確的呢?

  通過最近幾年中LED電源的元器件布局研究和市場實踐結果證明,即使在研發初期所設計的電路原理圖是非常正確,然而一旦PCB的設計出現問題,也會對電子設備的可靠性產生不利影響,例如由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾,就會使產品的性能下降,因此在設計PCB板的時候,就需要采用正確的方法。

  在一塊開關電源常用到的PCB板中,通常每一個開關電源都有四個電流回路,它們分別是輸入信號源電流回路、電源開關交流回路、輸出整流交流回路、輸出負載電流回路。輸入回路通過一個近似直流的電流對輸入電容充電,濾波電容主要起到一個寬帶儲能作用。與之類似地,輸出濾波電容也用來儲存來自輸出整流器的高頻能量,同時消除輸出負載回路的直流能量。所以,輸入和輸出濾波電容的接線端十分重要,輸入及輸出電流回路應分別只從濾波電容的接線端連接到電源。

  輸入和輸出回路的設置和連接對于整個印刷線路版來說,是非常重要的,其合理與否將直接關系到電磁干擾的大小。如果在輸入、輸出回路和電源開關、整流回路之間的連接無法與電容的接線端直接相連,交流能量將由輸入或輸出濾波電容并輻射到環境中去。電源開關交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形電流,這些電流中諧波成分很高,其頻率遠大于開關基頻,峰值幅度可高達持續輸入、輸出直流電流幅度的5倍,過渡時間通常約為50ns。這兩個回路最容易產生電磁干擾,因此必須在電源中其它印制線布線之前先布好這些交流回路。

  在LED開關電源的輸入、輸入回路中,每個回路都由三種主要的元件來構成,這三種元件分別是濾波電容、電源開關或整流器、電感或變壓器。這三種重要的元件應彼此相鄰地進行放置,調整元件位置使它們之間的電流路徑盡可能短。建立開關電源布局的最好方法與其電氣設計相似,最佳設計流程如下:放置變壓器設計電源開關電流回路設計輸出整流器電流回路連接到交流電源電路的控制電路設計輸入電流源回路和輸入濾波器。

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