在日常的電源使用當(dāng)中，開(kāi)關(guān)電源是最為常見(jiàn)的一種現(xiàn)代電子供電產(chǎn)品。不同于線(xiàn)性電源，開(kāi)關(guān)電源利用的切換晶體管多半是在全開(kāi)模式(飽和區(qū))及全閉模式(截止區(qū))之間切換，這兩個(gè)模式都有低耗散的特點(diǎn)，切換之間的轉(zhuǎn)換會(huì)有較高的耗散，但時(shí)間很短，因此比較節(jié)省能源，產(chǎn)生廢熱較少。理想上，開(kāi)關(guān)電源本身是不會(huì)消耗電能的。電壓穩(wěn)壓是透過(guò)調(diào)整晶體管導(dǎo)通及斷路的時(shí)間來(lái)達(dá)到。相反的，線(xiàn)性電源在產(chǎn)生輸出電壓的過(guò)程中，晶體管工作在放大區(qū)，本身也會(huì)消耗電能。開(kāi)關(guān)電源的高轉(zhuǎn)換效率是其一大優(yōu)點(diǎn)，而且因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電源工作頻率高，可以使用小尺寸、輕重量的變壓器，因此開(kāi)關(guān)電源也會(huì)比線(xiàn)性電源的尺寸要小，重量也會(huì)比較輕。

若電源的高效率、體積及重量是考慮重點(diǎn)時(shí)，開(kāi)關(guān)電源比線(xiàn)性電源要好。不過(guò)開(kāi)關(guān)電源比較復(fù)雜，內(nèi)部晶體管會(huì)頻繁切換，若切換電流尚未加以處理，可能會(huì)產(chǎn)生噪聲及電磁干擾影響其他設(shè)備，而且若開(kāi)關(guān)電源沒(méi)有特別設(shè)計(jì)，其電源功率因數(shù)可能不高。

對(duì)于開(kāi)關(guān)電源的布線(xiàn)處理時(shí)，我們還是有以下事項(xiàng)需要注意：

1、參數(shù)設(shè)置

相鄰導(dǎo)線(xiàn)之間的距離必須滿(mǎn)足電氣安全要求，間距應(yīng)盡可能寬，以便于操作和生產(chǎn)。最小間距應(yīng)至少適合所承受的電壓。當(dāng)布線(xiàn)密度較低時(shí)，可適當(dāng)增加信號(hào)線(xiàn)間距。對(duì)于高低電平相差較大的信號(hào)線(xiàn)，間距應(yīng)盡可能短，并應(yīng)加大間距。一般情況下，配線(xiàn)間距應(yīng)設(shè)置為8mil。焊盤(pán)內(nèi)孔邊緣與PCB板邊緣的距離應(yīng)大于1mm，以避免焊盤(pán)在加工過(guò)程中產(chǎn)生缺陷。當(dāng)與焊盤(pán)連接的導(dǎo)線(xiàn)較薄時(shí)，焊盤(pán)與導(dǎo)線(xiàn)之間的連接應(yīng)設(shè)計(jì)為水滴。這樣做的好處是，焊盤(pán)不易剝落，而接線(xiàn)和焊盤(pán)不易斷開(kāi)。

2、元器件布局

實(shí)踐證明，即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確，PCB電路板設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會(huì)對(duì)電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如，如果PCB電路板的兩條細(xì)平行線(xiàn)相互靠近，會(huì)形成信號(hào)波形的延遲，在傳輸線(xiàn)的末端會(huì)形成反射噪聲;由于不考慮電源和地線(xiàn)而引起的干擾會(huì)降低產(chǎn)品的性能。因此，在設(shè)計(jì)PCB電路板時(shí)應(yīng)采用正確的方法。

每個(gè)開(kāi)關(guān)電源有四個(gè)電流回路(1)、電源開(kāi)關(guān)交流電路(2)、輸出整流器交流電路(3)、輸入信號(hào)源電流回路(4)、輸出負(fù)載電流回路

輸入電路通過(guò)近似的直流電流對(duì)輸入電容器充電，濾波電容器主要起寬帶儲(chǔ)能功能;同樣，輸出濾波電容器還用于存儲(chǔ)輸出整流器的高頻能量，消除輸出負(fù)載的直流電能電路。因此，輸入和輸出濾波電容的端子是非常重要的。輸入和輸出電流電路只能從濾波電容器的端子連接到電源;如果輸入/輸出電路和電源開(kāi)關(guān)/整流器電路之間的連接不能直接連接到電容器的端子上，交流能量將從輸入或輸出濾波電容器輻射到環(huán)境中。

電源開(kāi)關(guān)和整流器的交流電路含有高振幅梯形電流。這些電流的諧波成分非常高，其頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于開(kāi)關(guān)的基頻。峰值振幅可高達(dá)連續(xù)輸入/輸出直流電流幅值的5倍，過(guò)渡時(shí)間通常在50ns左右。這兩種電路都容易產(chǎn)生電磁干擾。因此，這些交流電路必須在電源中其他印刷線(xiàn)路布線(xiàn)之前敷設(shè)。各回路的濾波電容器、功率開(kāi)關(guān)或整流器、電感或變壓器應(yīng)相鄰放置，并調(diào)整元件的位置，使它們之間的電流通路盡可能短。

3、布線(xiàn)

開(kāi)關(guān)電源含有高頻信號(hào)。印刷電路板上的任何印刷線(xiàn)都可以起到天線(xiàn)的作用。印刷導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度和寬度會(huì)影響其阻抗和電感電抗，從而影響頻率響應(yīng)。即使是通過(guò)直流信號(hào)的印刷線(xiàn)路也可以耦合到來(lái)自相鄰印刷線(xiàn)路的射頻信號(hào)，從而導(dǎo)致電路問(wèn)題(甚至再次輻射干擾信號(hào))。因此，所有通過(guò)交流電流的印刷線(xiàn)路應(yīng)設(shè)計(jì)得盡可能短和寬，這意味著所有連接到印刷線(xiàn)路和其他電源線(xiàn)的部件必須放在一起。印刷導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度與電感和阻抗成正比，而寬度與電感和阻抗成反比。

長(zhǎng)度越長(zhǎng)，印刷電路發(fā)射和接收電磁波的頻率越低，輻射的射頻能量也就越多。根據(jù)印刷電路板電流的大小，盡量縮短電源線(xiàn)的寬度，以減小回路電阻。同時(shí)，使電源線(xiàn)和地線(xiàn)的方向與電流方向一致，有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。接地是開(kāi)關(guān)電源四個(gè)電流回路的最底層分支。它作為電路的共同參考點(diǎn)起著重要的作用。這是控制干擾的重要方法。因此，布置時(shí)應(yīng)仔細(xì)考慮接地線(xiàn)的布置。各種接地線(xiàn)混接會(huì)導(dǎo)致電源運(yùn)行不穩(wěn)定。

相信通過(guò)閱讀上面的內(nèi)容，大家對(duì)開(kāi)關(guān)電源有了初步的了解，同時(shí)也希望大家在學(xué)習(xí)過(guò)程中，做好總結(jié)，這樣才能不斷提升自己的專(zhuān)業(yè)水平。