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浅谈LED开关电源如何设计PCB回路

来源:   发布时间:2019-07-13   点击量:289

浅谈LED开关电源如何设计PCB回路

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,对于开关电源的所有元件的承托之板,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。

布局:脉冲电压连线尽可能短,其中输入开关管到变压器连线,输出变压器到整流管连接线。脉冲电流环路尽可能小如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负。输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变压器电路中X电容要尽量接 近开关电源输入端,输入线应避免与其他电路平行,应避开。Y电容应放置在机壳接地端子或FG连接端。共摸电感应与变压器保持一定距离,以避免磁偶合。

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,例如由于开关电源、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LED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、LED开关源开关交流回路、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。考虑到开关电源所采用的元器件及生产工艺,一般双面板最小线间距设为0.3mm,单面板最小线间距设为0.5mm,焊盘与焊盘、焊盘与过孔或过孔与过孔。

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。LED开关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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