鉅大LARGE | 點擊量:1415次 | 2020年08月29日
多電源供電電路的布局設計要滿足什么原則
做過電路設計的人都了解,當一個電路存在多組電源供電的時候,要考慮的問題會很多,最基本的,每一個電源的輸入輸出范圍,供電能力,紋波如何處理,是不是要有單獨關斷的功能,所有的這些都要提前規(guī)劃好,而且在布局的時候要單獨考慮每組電源的隔離方式,以確保個電源之前不會受到相互的干擾。
說實話這個問題也常常讓我很頭疼,我一般都會盡量防止這樣的狀況發(fā)生,但是有時候一些電路的設計確實要這樣,那么好吧,我也只能耐下心來,一點一點的完善。在我看來多電源供電電路的布局設計要滿足幾個基本的原則:
一、模擬與數(shù)字電源分離,這個應該比較好理解,關于模擬電路和數(shù)字電路在設計時要分開布局,數(shù)字電路一般都包含有高頻部分,他們的頻率成分和帶寬通常會比較大,對應的噪聲的成分也會比較雜,而模擬電路的工作頻率通常不會很高,頻率成分相對會比較少一些,所以當數(shù)字電路的噪聲成分混入模擬電路中時有可能會出現(xiàn)毛刺,干擾等問題,所以說他們的供電電路也要分區(qū)布局。
二、大功率電源與小功率電源要分開,一些電路可能存在大功率部件和小功率部件,他們要的電源供電能力差別很大,關于大功率部件通常都會發(fā)熱,例如熱水壺的加熱絲,這些發(fā)熱部件會對周邊的器件出現(xiàn)熱輻射,影響小功率器件的工作狀態(tài),所以通常情況下,一般會這樣做,新增隔熱層,或是功率器件獨立設計,與其余部件分割開來布局,自然這也涉及到電源部分的布局分離。
三、電源布局的就近原則,這個我來解釋一下,比如說我的電路設計中包含有5種電源電壓:3.3V,5V,12V,24V,220VAC,為了能夠簡單的描述我的想法,我們暫且將其中的四種直流電源含義為由220VAC出現(xiàn),也就是說3.3V,5V,12V,24V都是由220VAC出現(xiàn),出現(xiàn)的辦法有很多,最簡單的是用AC/DC模塊,直接變換出要的直流電壓,所有的電源都是同源的,各自分離的電壓要給單片機(3.3V)、模擬電路(5V),控制部分(12V)、加熱部分(24V)供電,不難理解,各自的電源都要盡可能地靠近各自的‘勢力范圍’,這個就是電源就近布局,這么做的原因一是為了盡量減少源阻抗,降低電源受干擾的幾率。
那么是不是說滿足了以上幾個原則就可以了么?其實還差很多要注意的地方,這里面至少漏掉了一個比較關鍵的點,那就是接地或者叫做地平面的分布,在電路設計當中接地是一門非常講究的學問,接地關于電源來說至關重要,地平面代表了回流面和參考面,要確保大面積接地時每個回流路徑的阻抗保持一致,確保最小最短路徑,這個也是降低源阻抗的一個比較重要的設計指標,通常情況下假如不存在隔離耐壓的設計,不要對地平面進行分割,要保證地平面的完整性。
總體來說,優(yōu)化多電源供電電路的布局是一件要耐下心來不斷完善的工作,每個電路的設計思路不同也決定了布局的多樣性,有些時候要不斷地嘗試和實驗才能得到比較完美地結(jié)果,希望我的這些相關經(jīng)驗可以幫助大家更好地做好這方面的工作。
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