开关电源

<strong>1、储能电感</strong>

储能电感在工作频率下的Q值越大越好。很多人只注意到电感量，其实Q值的影响要大得多，电感量是可以在很大范围内波动的，只要满足要求就可以。

<strong>2、滤波电容</strong>

滤波电容的ESR和ESL是非常重要的参数，越低越好，仅追求容量是远远不够的，当然在满足足够低的ESR和ESL的前提下，容量大些较好。开关电源的滤波电容优选X7R或X5R电容与钽电解的组合，纹波稍放宽的话可用Y5V电容和瘦高外观的铝电解（低ESL型）配合。

<strong>3、PCB设计</strong>

开关电源的PCB设计非常重要。在前两个条件都满足时，如果纹波参数还是达不到手册中载明的数值，问题就可以肯定是出在PCB上。开关电源芯片的取样及滤波回路的设计非常讲究，PCB分布参数不合适会导致调整误差或滤波效率变差，严重时甚至可能导致自激（一般在特定的负载强度下发生），故不得不查。原则是取样回路和滤波回路要尽量贴近开关电源IC，PCB走线不可太长、太细；类似的储能电感也有同样原则，只是影响稍小。布局、走线不利相当于降低了电感的Q值。

在上一篇文章<a href="http://mouser.eetrend.com/content/2019/100044981.html"&gt;“如何做好开关电源设计最重要的一步？（一）”</a>中，我们讲解了有关开关电源设计中印制电路板的制作、主要电流环路和开关电源内部接地的内容。本文中，我们将讲解开关电源设计中交流电压节点、滤波电容的并联以及开关电源PCB制作的最佳方法。
交流电压节点

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<strong>印制电路板的制作</strong>

所有开关电源设计的非常重要的一步就是印制电路板（PCB）的线路设计。如果这部分设计不当，PCB也使电源工作不稳定，发射出过量的电磁干扰（EMI）。设计师的工作就是在理解电路工作过程的基础上，保证PCB设计合理。

开关电源中，有些信号包含丰富的高频分量，因而任何一条PCB引线都可能成为天线。引线的长和宽影响它的电阻和电感量，进而关系到它们的频率响应。即使是传送直流信号的引线，也会从邻近的引线上引入RF（射频）信号，使电路发生故障，或者把这些干扰信号再次辐射出去。所有传送交流信号的引线要尽可能短且宽。这意味着所有与多条电源线相连的功率器件要尽可能紧挨在一起，以缩短连线长度。引线的长度直接与它的电感量和电阻量成比例，它的宽度则与电感量和电阻量成反比。引线长度就决定了其响应信号的波长，引线越长，它能接收和传送的干扰信号频率就越低，它所接收到的RF（射频）能量也越大。

<strong>主要电流环路</strong>

每一个开关电源内部都有四个电流环路，每个环路要与其他环路分开。由于它们对PCB布局的重要性，下面把它们列出来：

CTR电流传输比（Current transfer ration）是用于描述光耦合器特性的参数，可表示为：

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在上述公式中：
IC：副边输出电流
IF：原边输入电流
CTR：发光管和光敏三极管电流比的最小值

光耦的技术参数主要有发光二极管正向压降VF、正向电流IF、电流传输比CTR、输入级与输出级之间的绝缘电阻、集电极-发射极反向击穿电压V（BR）CEO、集电极-发射极饱和压降VCE（sat）。此外，在传输数字信号时还需考虑上升时间、下降时间、延迟时间和存储时间等参数。

当采用降压型或线性稳压电源时，一般是将电压调节为设定值来为负载供电。在一些应用中（例如，实验室电源需要采用较长电缆连接各种元件的电子系统），由于互连线上存在各种电压降，因此无法确保在所需位置点始终提供准确的稳压电压。

控制精度取决于许多参数，一个是负载需要连续恒定电流时的直流电压精度，另一个是生成电压的交流电压精度，这取决于生成的电压如何随负载瞬变而变化。影响直流电压精度的因素包括所需的基准电压（可能是一个电阻分压器）、误差放大器的行为以及电源的一些其他影响因素。影响交流电压精度的关键因素包括所选的功率等级、后备电容以及控制环路的架构与设计。

然而，除了所有这些会影响生成的电源电压精度的因素以外，还必须考虑其他影响。如果电源与所需供电的负载空间分离，则在稳压电源和需要电能的位置之间将存在电压降。该电压降取决于稳压器和负载之间的电阻。它可能是带插头触点的电缆或电路板上的较长走线。

图1显示电源和负载之间存在电阻。可以通过略微提高电源生成的电压，来补偿该电阻上的电压损耗。不幸的是，线路电阻上产生的电压降取决于负载电流，即流过线路的电流。相较于低电流，高电流会导致更高的电压降。因此，负载由精度相当低的调节电压供电，而调节电压取决于线路电阻和相应的电流。