1、论文题目:要求准确、简练、醒目、新颖。2、目录:目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录)3、提要:是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。字数少可几十字,多不超过三百字为宜。4、关键词或主题词:关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语,便于信息系统汇集,以供读者检索。 每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词,另起一行,排在“提要”的左下方。主题词是经过规范化的词,在确定主题词时,要对论文进行主题,依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。5、论文正文:(1)引言:引言又称前言、序言和导言,用在论文的开头。 引言一般要概括地写出作者意图,说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。〈2)论文正文:正文是论文的主体,正文应包括论点、论据、 论证过程和结论。主体部分包括以下内容:a.提出-论点;b.分析问题-论据和论证;c.解决问题-论证与步骤;d.结论。6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料,列于论文的末尾。参考文献应另起一页,标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。中文:标题--作者--出版物信息(版地、版者、版期):作者--标题--出版物信息所列参考文献的要求是:(1)所列参考文献应是正式出版物,以便读者考证。(2)所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。
This paper on the popular single-chip switching power supply chips for the multi-output DC voltage regulator and switching power supply design that started production. The choice of switching power supply a total of three major integrated circuits - MC68HC908QT2CD, UC3906, UC3842. UC3842 use of the PWM duty cycle technology control switch to adjust the output voltage, so as to achieve the objective of stability in output, UC3906 to use a floating battery charging and control through MC68HC908QT2CD by the main power switch and battery and circuit protection. The switching power supply system has multiple functions and DC output by the main function, and can automatically switch on the automatic protection system, alarm.The completion of the main design elements include:Based on auto ⑴ UC3906 to the battery charging circuit part of the design;⑵ design and to MC68HC908QT2CD as the core of the SCM control and protection circuit;Automatic ⑶ the main electrical switch by the police and the software design.In this paper, the main power switch on the power switch circuit by the battery charging circuit and software design were made and meticulous research work, through repeated appraisals and a calculated design of the system of valuable experience, master of the multi-output DC switching regulator Power Design's core technology, and conduct a more detailed exposition.Key words: MC68HC908QY2CDW; UC3906; lead-acid batteries
电工技术学报;制造业自动化;原子能科学技术;激光与红外;电源技术;电力电子技术;高压电器;中国科学院研究生院学报;实验室研究与探索;电力自动化设备;微电子学;电讯技术;火力与指挥控制;照明工程学报;磁性材料及器件;低压电器;电视技术;水电能源科学;电力系统保护与控制;微特电机;可再生能源;南京航空航天大学学报;东南大学学报(自然科学版);江苏大学学报(自然科学版)。以上这些期刊均为接收开关电源方面的核心期刊,请注意不同期刊对于开关电源研究的侧重点不同,可以选择适合自己研究方向的来投稿。祝好运。
要是发普通期刊,机动时间在6个月,就是说,在半年内准备即可。要是发核心期刊,得提前准备,机动时间得一年半至两年。电源类的,这些期刊都不错:<电源学报><磁性元件与电源><通信电源技术><移动电源与车辆><电源世界>电源技术应用><电源技术>。
电源设计过程:一, 开关电源基本参数要求输入DC 11-15V ;输出 DC12V 1A;带隔离;稳定;效率高;短路保护 二, 主控芯片选择:UC3843专为低压应用设计的电流型控制PWM芯片,它具有输入和参考电压欠压锁定电路;低启动和工作电流(1mA);大电流输出(1A);500kHz工作频率;锁存脉宽调制,逐周限流;微调振荡器放电电流,精确控制占空比.三, 高频变压器设计根据Po=12W,选择EFD-20磁心Ns=12匝(每匝1V)最大占空比Dmax选择50%Dmax= Vor/(Vor+Vimin-Vds(on))*100%=Vor/(Vor+10)=0.5 Vor=10VNp=Vor/(Vo+0.4)*Ns=10/(12+0.4)*12=9.68 取Np=10匝Iavg=Po/n*Vimin=12/(0.8*10)=1.5AIp=Iavg/[(1-0.5Krp)*Dmax]=1.5/[(1-0.5*0.4)*0.5]=3.75ALp=1000000Po/[Ip*Ip*Krp(1-Krp/2)*f]*[Z(1-n)+n]/n=1000000*12/[3.75*3.75*0.4(1-0.4/2)*86000]*[0.5*(1-0.8)+0.8]/0.8=34.88uh 选择35uh
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UC3842是由Unitrode公司开发的新型控制器件,是国内应用比较广泛的一种电流控制型脉宽调制器。所谓电流型脉宽调制器是按反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比较,从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环、电流环双环系统,因此,无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高,是比较理想的新型的控制器闭。 电路设计和原理1.1 UC3842工作原理 uc3842中文资料下载 UC3842是单电源供电,带电流正向补偿,单路调制输出的集成芯片,其内部组成框图如图l所示。其中脚1外接阻容元件,用来补偿误差放大器的频率特性。脚2是反馈电压输入端,将取样电压加到误差放大器的反相输入端,再与同相输入端的基准电压进行比较,产生误差电压。脚3是电流检测输入端,与电阻配合,构成过流保护电路。脚4外接锯齿波振荡器外部定时电阻与定时电容,决定振荡频率,基准电压VREF为0.5V。输出电压将决定变压器的变压比。由图1可见,它主要包括高频振荡、误差比较、欠压锁定、电流取样比较、脉宽调制锁存等功能电路。UC3842主要用于高频中小容量开关电源,用它构成的传统离线式反激变换器电路在驱动隔离输出的单端开关时,通常将误差比较器的反向输入端通过反馈绕组经电阻分压得到的信号与内部2.5V基准进行比较,误差比较器的输出端与反向输入端接成PI补偿网络,误差比较器的输出端与电流采样电压进行比较,从而控制PWM序列的占空比,达到电路稳定的目的。1.2 系统原理 本文以UC3842为核心控制部件,设计一款AC 220V输入,DC 24V输出的单端反激式开关稳压电源。开关电源控制电路是一个电压、电流双闭环控制系统。变换器的幅频特性由双极点变成单极点,因此,增益带宽乘积得到了提高,稳定幅度大,具有良好的频率响应特性。 主要的功能模块包括:启动电路、过流过压欠压保护电路、反馈电路、整流电路。以下对各个模块的原理和功能进行分析。电路原理图如图2所示。1.2.1 启动电路 如图2所示交流电由C16、L1、C15以及C14、C13进行低通滤波,其中C16、C15组成抗串模干扰电路,用于抑制正态噪声;C14、C13、L1组成抗共模干扰电路,用于抑制共态噪声干扰。它们的组合应用对电磁干扰由很强的衰减旁路作用。滤波后的交流电压经D1~D4桥式整流以及电解电容C1、C2滤波后变成3lOV的脉动直流电压,此电压经R1降压后给C8充电,当C8的电压达到UC3842的启动电压门槛值时,UC3842开始工作并提供驱动脉冲,由脚6输出推动开关管工作。随着UC3842的启动,R1的工作也就基本结束,余下的任务交给反馈绕组,由反馈绕组产生电压给UC3842供电。由于输入电压超过了UC3842的工作,为了避免意外,用D10稳压管限定UC3842的输入电压,否则将出现UC3842被损坏的情况。1.2.2 短路过流、过压、欠压保护电路 由于输入电压的不稳定,或者一些其他的外在因素,有时会导致电路出现短路、过压、欠压等不利于电路工作的现象发生,因此,电路必须具有一定的保护功能。如图2所示,如果由于某种原因,输出端短路而产生过流,开关管的漏极电流将大幅度上升,R9两端的电压上升,UC3842的脚3上的电压也上升。当该脚的电压超过正常值0.3V达到1V(即电流超过1.5A)时,UC3842的PWM比较器输出高电平,使PWM锁存器复位,关闭输出。这时,UC3842的脚6无输出,MOS管S1截止,从而保护了电路。如果供电电压发生过压(在265V以上),UC3842无法调节占空比,变压器的初级绕组电压大大提高,UC3842的脚7供电电压也急剧上升,其脚2的电压也上升,关闭输出。如果电网的电压低于85V,UC3842的脚1电压也下降,当下降lV(正常值是3.4V)以下时,PWM比较器输出高电平,使PWM锁存器复位,关闭输出。如果人为意外地将输出端短路,这时输出电流将成倍增大,使得自动恢复开关RF内部的热量激增,它立即断开电路,起到过压保护作用。一旦故障排除,自动恢复开关RF在5s之内快速恢复阻抗。因此,此电路具有短路过流、过压、欠压三重保护。1.2.3 反馈电路 反馈电路采用精密稳压源TL431和线性光耦PC817。利用TL43l可调式精密稳压器构成误差电压放大器,再通过线性光耦对输出进行精确的调整。如图2所示,R4、R5是精密稳压源的外接控制电阻,它们决定输出电压的高低,和TL431一并组成外部误差放大器。当输出电压升高时,取样电压VR7也随之升高,设定电压大于基准电压(TL431的基准电压为2.5V),使TL431内的误差放大器的输出电压升高,致使片内驱动三极管的输出电压降低,也使输出电压Vo下降,最后Vo趋于稳定;反之,输出电压下降引起设置电压下降,当输出电压低于设置电压时,误差放大器的输出电压下降,片内的驱动三极管的输出电压升高,最终使得UC3842的脚1的补偿输入电流随之变化,促使片内对PWM比较器进行调节,改变占空比,达到稳压的目的。R7、R8的阻值是这样计算的:先固定R7的阻值,再计算R8的阻值,即 1.2.4 整流滤波电路 输出整流滤波电路直接影响到电压波纹的大小,影响输出电压的性能。开关电源输出端中对波纹幅值的影响主要有以下几个方面。 (1)输入电源的噪声,是指输入电源中所包含的交流成分。解决的方案是在电源输入端加电容C5,以滤除此噪声干扰。 (2)高频信号噪声,开关电源中对直流输入进行高频的斩波,然后通过高频的变压器进行传输,在这个过程中,必然会掺人高频的噪声干扰。还有功率管器件在开关的过程中引起的高频噪声。对于这类高频噪声的解决方案是在输出端采用π型滤波的方式。滤波电感采用150μH的电感,可滤除高频噪声。 (3)采用快速恢复二极管D6、D7整流。基于低压、功耗低、大电流的特点,有利于提高电源的效率,其反向恢复时间短,有利于减少高频噪声。并联整流二极管减小尖峰电压 在大功率的整流电路中,次级整流桥电路存在较大杂散电感,输出整流管在换流时,由于电路中存在寄生振荡,整流管会承受较大的尖峰电压,尖峰电压的存在提高了对整流二极管的耐压要求,也将带来额外的电路损耗。整流桥的寄生振荡产生于变压器的漏感(或附加的谐振电感)与变压器的绕组电容和整流管的结电容之间。 当副边电压为零时,在全桥整流器中4只二极管全部导通,输出滤波电感电流处于自然续流状态。而当副边电压变化为高电压Vin/K(K为变压器变比)时,整流桥中有两只二极管要关断,两只二极管继续导通。这时候变压器的漏感(或附加的谐振电感)就开始和关断的整流二极管的电容谐振。即使采用快恢复二极管,二极管依然会承受至少两倍的尖峰电压,因此,必须采用有效的缓冲电路,有许多文献对此作了研究,归纳起来有5种方式:RC缓冲电路,RCD缓冲电路,主动箝位缓冲电路,第三个绕组加二极管箝位缓冲电路,原边侧加二极管箝位缓冲电路。在这里提出另一种减小二极管尖峰电压有效的方法:即整流二极管并联,其具体的电路图如图3所示。 并且这种方法在大功率全桥移相DC/DC电源变换器的项目中得到了应用,实验波形验证了该方法,实验结果如图4所示,其中图4(a)是整流桥电压波形,可以看出,由于变压器的漏感和二极管的结电容以及变压器的绕组电容之间发生的高频振荡,使二极管存在很高的尖峰电压;图4(b)是采用并联整流二极管之后整流桥电压波形,明显尖峰电压减小很多,验证了该方法的有效性。实验结果及分析 对设计的电路进行了实验,图5示出了实验波形。图5(a)上波形为UC3842的脚4三角波振荡波形,下波形为UC3842的脚6驱动开关管的PWM波;图5(b)上波形为满载时输出电压直流分量Vdc,下波形为交流纹波Vripp。 UC3842是一种高性能的固定频率电流型控制器,单端输出,可直接驱动晶体管和MOSFET,具有管脚数量少、外围电路简单、安装与调试简便、性能优良、价格低廉等优点,在100W以下的开关电源中有很好的应用前景。 详细:
开关电源的工作过程相当容易理解,在线性电源中,让功率晶体管工作在线性模式,与线性电源不同的是,PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态,在这两种状态中,加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小)/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。 与线性电源相比,PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”,即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波,其幅值就可以通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。 控制器的主要目的是保持输出电压稳定,其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器,可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于,误差放大器的输出(误差电压)在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。 开关电源有两种主要的工作方式:正激式变换和升压式变换。尽管它们各部分的布置差别很小,但是工作过程相差很大,在特定的应用场合下各有优点。1955年美国罗耶(GH.Roger)发明的自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器,是实现高频转换控制电路的开端,1957年美国查赛(Jen Sen)发明了自激式推挽双变压器,1964年美国 开关电源科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想,这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。到了1969年由于大功率硅晶体管的耐压提高,二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善,终于做成了25千赫的开关电源。 目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的100kHz、用MOS-FET制成的500kHz电源,虽已实用化,但其频率有待进一步提高。要提高开关频率,就要减少开关损耗,而要减少开关损耗,就需要有高速开关元器件。然而,开关速度提高后,会受电路中分布电感和电容或二极管中存储电荷的影响而产生浪涌或噪声。这样,不仅会影响周围电子设备,还会大大降低电源本身的可靠性。其中,为防止随开关启-闭所发生的电压浪涌,可采用R-C或L-C缓冲器,而对由二极管存储电荷所致的电流浪涌可采用非晶态等磁芯制成的磁缓冲器。不过,对1MHz以上的高频,要采用谐振电路,以使开关上的电压或通过开关的电流呈正弦波,这样既可减少开关损耗,同时也可控制浪涌的发生。这种开关方式称为谐振式开关。目前对这种开关电源的研究很活跃,因为采用这种方式不需要大幅度提高开关速度就可以在理论上把开关损耗降到零,而且噪声也小,可望成为开关电源高频化的一种主要方式。当前,世界上许多国家都在致力于数兆Hz的变换器的实用化研究。
TOPSwitchGX系列是美国PowerIntegrations公司继TOPSwitchFX之后,且每对电阻的失配大小方向要一致。于2000年底新推出的第四代单片开关电源集成电路,但是并非整个光伏产业链上的所有板块都会出现产能过剩的局面,并将作为主流产品加以推广。图2所示是SG6848时钟频率与其反馈电流的关系。下面详细阐述TOPSwitchGX的性能特点、产品分类和工作原理。无锡尚德、天威英利、河北晶澳等国内主要太阳能光伏电池片和组件生产企业的产能扩张速度都达到了50%以上, 1TOPSwitchGX的性能特点及产品分类 1.1性能特点 (1)该系列产品除具备TOPSwitchFX系列的全部优点之外,并且给出一个误差放大器的ILR参考值。还将最大输出功率从75W扩展到250W,这个新方案为耗电量低于60W的设备与低成本SMPS结构之间搭起了一座桥梁,适合构成大、中功率的高效率、隔离式开关电源。再作处理就方便许多。 (2)采用TO2207C封装的TOP242~TOP249产品,目前其也是国内垂直一体化建设做地最成功的企业,新增加了线路检测端(L)和从外部设定极限电流端(X)这两个引脚,在风轮机中的电感容量应该为3300~4700μF,用来代替TOPSwitchFX的多功能端(M)的全部控制功能,谐振非连续正激式不仅具有适配器铁芯较小的优点,使用更加灵活、方便。作者设计了一种远程无线自动抄表系统。 (3)将开关频率提高到132kHz,把已经失去同步的输电系统,这有助于减小高频变压器及整个开关电源的体积。由于电容器不能限制瞬时电流, (4)当开关电源的负载很轻时,对12V的小型密封式铅酸蓄电池,能自动将开关频率从132kHz降低到30kHz(半频模式下则由66kHz降至15kHz),这个公式理解吧,可降低开关损耗,良好的自动励磁在暂态摇摆过程中能增大系统的阻尼,进一步提高电源效率。要想实现1%的电池容量估计都是不可能的。 (5)采用了被称作EcoSmart的节能新技术,电流的变化也只有10%。显著降低了在远程通/断模式下芯片的功耗,必须在启动后将该电阻通道切断。当输入交流电压是230V时,那么200mA时的光输出就大约是60%,芯片功耗仅为160mW。低的RDS(ON)的集成开关在重负载确保高效率, 1.2产品分类 根据封装形式和最大连续输出功率的不同,最小的LDO之间的交叉耦合噪声。TOPSwitchGX系列可划分成三大类、共14种型号,假如锂电时保护电路在侦测到过充电保护时有Latch Mode,详见表1。位置计数器将自动增加25600(128×200步)。型号中的后缀P、G、Y分别表示DIP8B、SMD8B、TO2207C封装。PMOS管M3导通, 表1TOPSwitchGX的产品分类及最大连续输出功率POM
反激式开关电源的变压器不止起到变换电压传输能量的作用,同时还起到储能电感的作用,因此,反激式变压器类似于电感的设计,因此,由于电路简单,控制容易,反激式在20~100W的小功率方面应用非常广泛。正激式变压器只起到变换电压传输能量的作用,其变压器设计按照正常的变压器设计方法,一般不考虑磁饱和问题,但需要考虑磁回复,同步整流等问题。正激式一般用在低压,大电流的开关电源。
问题一:什么是正激式和反激式开关电源 单端正激变换:由于是在开关管T导通期间输入端电源经变压器向输出电容器和负载提供能量,故称为正激变换器;单端反激式变换:由于是在开关管T关断期间变压器向输出电容器和负载提供能量,为反激变换器。如图: 问题二:开关电源的正激式与反激式的区别!!!! 正激:在初级开关管导通时向弧级传送能量 反激:在初级开关管关闭时向次级传送能量 最大区别 问题三:开关电源的 正激式和反激式有什么不同? 正激式变压器不蓄积能量,只担负偶合传输,反激式变压器需把开通过程中的能量蓄积在本身,关断过程中再释放:正激式绕组同相位,反激式绕组反相;正激式变压器不用调节电感值,反激式需调节.正激式工作存在剩磁为防饱和需消磁电路,本身不蓄能需要蓄能线圈和续流二极管.反激式不用..因为成本和它们的特性,一般反激式电源在100瓦以下,正激式100瓦以上,并不是它们不能互换做功率. 问题四:反激式开关电源和正激式开关电源的区别 反激式变压器就有气隙,同等功率时,变压器体积大,正激式要有去磁线圈,机构复杂点 问题五:单端正激式开关电源原理? 续流回路是没错的,只是电感L在截止时出现的感应电动势是左负右正,电流通过负载后流经续流二极管VD3回到电感L,形成放电回路。 VD2应该是一个稳压二极管,在VT1截止期间,如果VT1的感应电压过高,相应次级的电压也升高,超过VD2的稳压值,VD2反向导通,限制了VT1的感应电压 磁芯复位的原理太长,你网上找吧 问题六:正激和反激开关电源的区别 反激变压器匝比等于反射电压/(输出电压--整流二极管压降) 反激变压器的实质是电感,能量存贮与气隙中 正激变压器是真正意思上的变压器,其后的拓扑就是个BUCK,所以正激就是变压器+BUCK,因此正激的输出电感,电容均按BUCK计算即可,在CCM模式下,电感前端的电压=输出电压/占空比 正激匝比等于输入端电压/(电感前端电压--二极管压降) 问题七:为什么UC3842多是用于反激式开关电源,用于正激式有什么不好的地方? 因为在设计UC3842时就已经定型为反激式的了,反激式开关电源电路设计简单,成本低;正激式开关电源电路设计比较复杂,成本高。 问题八:请问开关电源在什么情况下采用正激式.反激式它们有什么区别 我们现在正在研究开关电源,大概给你介绍下吧 (1)反激式:电路拓扑简单,元件数少,因此成本较低。但该电路变换器的 磁芯单向磁化,利用率低,而且开关器件承受的电流峰值很大,广泛用于数瓦 至数十瓦的小功率开关电源中。由于不需要输出滤波电感,易实现多路输出。 (2)正激式:拓扑结构形式和反激式变换器相似,虽然磁芯也是单向磁化,却存 在着严格意义上的区别,变压器仅起电气隔离作用,而且电路变压器的工作点 仅处于磁化曲线的第1象限,没有得到充分的利用,因此同样的功率,其变换器 体积、重量和损耗大于半桥式、全桥式、推挽式变换电路。广泛用于功率为数 百瓦至数千瓦的开关电源中。
在任何开关电源设计中,PCB板的物理设计都是最后一个环节,如果设计方法不当,PCB可能会辐射过多的电磁干扰,造成电源工作不稳定,以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析: 一、从原理图到PCB的设计流程建立元件参数-输入原理网表-设计参数设置-手工布局-手工布线-验证设计-复查-CAM输出。 二、参数设置相邻导线间距必须能满足电气安全要求,而且为了便于操作和生产,间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压,在布线密度较低时,信号线的间距可适当地加大,对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距,一般情况下将走线间距设为8mil。 焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm,这样可以避免加工时导致焊盘缺损。当与焊盘连接的走线较细时,要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状,这样的好处是焊盘不容易起皮,而是走线与焊盘不易断开。 三、元器件布局实践证明,即使电路原理图设计正确,印制电路板设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如,如果印制板两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声;由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,因此,在设计印制电路板的时候,应注意采用正确的方法。每一个开关电源都有四个电流回路: (1).电源开关交流回路 (2).输出整流交流回路 (3).输入信号源电流回路 (4).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;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;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,每个回路的三种主要的元件滤波电容、电源开关或整流器、电感或变压器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设计输出负载回路和输出滤波器根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则: (1)首先要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时,印制线条长,阻抗增加,抗噪声能力下降,成本也增加;过小则散热不好,且邻近线条易受干扰。电路板的最佳形状矩形,长宽比为3:2或4:3,位于电路板边缘的元器件,离电路板边缘一般不小于2mm。 (2)放置器件时要考虑以后的焊接,不要太密集. (3)以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上,尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接,去耦电容尽量靠近器件的VCC。 (4)在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样,不但美观,而且装焊容易,易于批量生产。 (5)按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。 (6)布局的首要原则是保证布线的布通率,移动器件时注意飞线的连接,把有连线关系的器件放在一起。 (7)尽可能地减小环路面积,以抑制开关电源的辐射干扰。 四、布线开关电源中包含有高频信号,PCB上任何印制线都可以起到天线的作用,印制线的长度和宽度会影响其阻抗和感抗,从而影响频率响应。即使是通过直流信号的印制线也会从邻近的印制线耦合到射频信号并造成电路问题(甚至再次辐射出干扰信号)。因此应将所有通过交流电流的印制线设计得尽可能短而宽,这意味着必须将所有连接到印制线和连接到其他电源线的元器件放置得很近。印制线的长度与其表现出的电感量和阻抗成正比,而宽度则与印制线的电感量和阻抗成反比。长度反映出印制线响应的波长,长度越长,印制线能发送和接收电磁波的频率越低,它就能辐射出更多的射频能量。根据印制线路板电流的大小,尽量加租电源线宽度,减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和电流的方向一致,这样有助于增强抗噪声能力。接地是开关电源四个电流回路的底层支路,作为电路的公共参考点起着很重要的作用,它是控制干扰的重要方法。因此,在布局中应仔细考虑接地线的放置,将各种接地混合会造成电源工作不稳定。在地线设计中应注意以下几点: 1.正确选择单点接地通常,滤波电容公共端应是其它的接地点耦合到大电流的交流地的唯一连接点,同一级电路的接地点应尽量靠近,并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上,主要是考虑电路各部分回流到地的电流是变化的,因实际流过的线路的阻抗会导致电路各部分地电位的变化而引入干扰。在本开关电源中,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而采用一点接地,即将电源开关电流回路(中的几个器件的地线都连到接地脚上,输出整流器电流回路的几个器件的地线也同样接到相应的滤波电容的接地脚上,这样电源工作较稳定,不易自激。做不到单点时,在共地处接两二极管或一小电阻,其实接在比较集中的一块铜箔处就可以。 2.尽量加粗接地线若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使电子设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏,因此要确保每一个大电流的接地端采用尽量短而宽的印制线,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,如有可能,接地线的宽度应大于3mm,也可用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。进行全局布线的时候,还须遵循以下原则: (1).布线方向:从焊接面看,元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致,布线方向最好与电路图走线方向相一致,因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测,故这样做便于生产中的检查,调试及检修(注:指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的前提下)。 (2).设计布线图时走线尽量少拐弯,印刷弧上的线宽不要突变,导线拐角应≥90度,力求线条简单明了。 (3).印刷电路中不允许有交叉电路,对于可能交叉的线条,可以用“钻”、“绕”两种办法解决。即让某引线从别的电阻、电容、三极管脚下的空隙处“钻”过去,或从可能交叉的某条引线的一端“绕”过去,在特殊情况下如何电路很复杂,为简化设计也允许用导线跨接,解决交叉电路问题。因采用单面板,直插元件位于top面,表贴器件位于bottom面,所以在布局的时候直插器件可与表贴器件交叠,但要避免焊盘重叠。 3.输入地与输出地本开关电源中为低压的DC-DC,欲将输出电压反馈回变压器的初级,两边的电路应有共同的参考地,所以在对两边的地线分别铺铜之后,还要连接在一起,形成共同的地。 五、检查布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求,一般检查线与线、线与元件焊盘、线与贯通孔、元件焊盘与贯通孔、贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理,是否满足生产要求。电源线和地线的宽度是否合适,在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。注意:有些错误可以忽略,例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外,检查间距时会出错;另外每次修改过走线和过孔之后,都要重新覆铜一次。 六、复查根据“PCB检查表”,内容包括设计规则,层定义、线宽、间距、焊盘、过孔设置,还要重点复查器件布局的合理性,电源、地线网络的走线,高速时钟网络的走线与屏蔽,去耦电容的摆放和连接等。 七、设计输出输出光绘文件的注意事项: a.需要输出的层有布线层(底层)、丝印层(包括顶层丝印、底层丝印)、阻焊层(底层阻焊)、钻孔层(底层),另外还要生成钻孔文件(NCDrill) b.设置丝印层的Layer时,不要选择PartType,选择顶层(底层)和丝印层的Outline、Text、Linec.在设置每层的Layer时,将BoardOutline选上,设置丝印层的Layer时,不要选择PartType,选择顶层(底层)和丝印层的Outline、Text、Line。d.生成钻孔文件时,使用PowerPCB的缺省设置,不要作任何改。
现在不少大学生毕业(包括部分研究生)论文,不是抄写就是请人写,这是什么世道?