PCB电源设计中需要考虑哪些因素?

你有没有想过在pcb内部如何传递能量来给我们的电器供电？在一块PCB板上有太多的微小元件，设计如此复杂的电源来给每一个元件供电，需要极大的技巧、时间和精力。而且，随着电路设计密度和复杂度的增加，设计的复杂性也越来越大。只有完美的电源设计才能克服这一挑战。但是，为了一个完美的设计，所有可能的问题都需要处理。一些需要解决的问题包括电磁干扰、元件选择、减小电流回路以及处理大电流的跟踪设计。此外，电压、电流和热损失等许多重要参数也需要考虑。让我们来看看PCB电源设计的五个最重要的考虑因素。

考虑因素1–选择正确的调节器

您需要从两种类型的电源调节器中选择-线性和开关模式。线性调节器可以提供低噪音输出，但散热高，这需要冷却系统。它们需要的输入电压高于所需的输出电压，而高散热也会降低效率。另一方面，开关模式调节器在大电流范围内是高效的，因为它们通过在电感器中暂时存储能量，然后在不同的开关时间以不同的电压释放能量，从而将一个电压转换成另一个电压。这种开关噪声会引起响应峰值。

考虑2–热管理

当电流通过时，会放出热量，但这种热量取决于元件的功率水平、阻抗和特性。选择好的调节器可以减少这种散热。除此之外，还必须确保电子电路在较低温度下工作，以提高效率，这可以通过使用适当的冷却方法来实现。这些可能包括散热器、风扇、热电冷却器和热通孔。散热片最好与线性调节器一起使用；热通孔可用于高功率额定组件附近；或者风扇纳入设计中，以确保强制冷却。

考虑3–选择正确的电容器

电容器用于在设备的电流需求中提供短峰值。解耦可以降低电源和接地之间的阻抗。因此，去耦电容器充当二次电源，提供电路所需的电流。旁路电容器是另一种选择，它可以绕过噪声并减少电源母线的波动。

考虑4–电源完整性

电源设计的电源完整性应得到保证，这是向电路输送的电能质量。电源完整性是衡量电源在系统内传输到负载的有效性，确保电路和设备获得适当的电源，从而实现电路的预期性能。为了实现这样的电源完整性，需要借助模拟工具来管理电源噪声，这些工具可以估计电压降，识别电路中高电流，并建议放置去耦电容器。

考虑因素5–频率响应

当电源从空载变为满载时，电压输出在恢复正常电压前会短暂下降。在电压恢复正常之前，输出也可能振荡一段时间。如果这些振荡超出限制，那么调整输出电容器和补偿电容器就变得非常重要。当电源从满载变为空载时，也可能发生这些振荡。为了更好地对此作出响应，必须确保选定的零部件在设计约束范围内。但是，交流和直流电路应该分开考虑。
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