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LED开关电源的PCB设计技术(1)论文

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LED开关电源的PCB设计技术(1)论文
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在开关电源设计中PCB板的物理设计都是最后一个环节,如果设计方法不当,PCB可能会辐射过多的电磁干扰,造成电源工作不稳定,以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析:

一、从原理图到PCB的设计流程 建立元件参数->输入原理网表->设计参数设置->手工布局->手工布线->验证设计->复查->CAM输出。

二、参数设置相邻导线间距必须能满足电气安全要求,而且为了便于操作和生产,间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压,在布线密度较低时,信号线的间距可适当地加大,对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距,一般情况下将走线间距设为8mil。

焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm,这样可以避免加工时导致焊盘缺损。当与焊盘连接的走线较细时,要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状,这样的好处是焊盘不容易起皮,而是走线与焊盘不易断开。

三、元器件布局实践证明,即使电路原理图设计正确,印制电路板设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如,如果印制板两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声;由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,因此,在设计印制电路板的时候,应注意采用正确的方法。

每一个开关电源都有四个电流回路:

(1). 电源开关交流回路

(2). 输出整流交流回路

(3). 输入信号源电流回路

(4). 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;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;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。

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,每个回路的三种主要的元件滤波电容、电源开关或整流器、电感或变压器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 设计输出负载回路和输出滤波器根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则:

(1) 首先要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时,印制线条长,阻抗增加,抗噪声能力下降,成本也增加;过小则散热不好,且邻近线条易受干扰。

电路板的最佳形状矩形,长宽比为3:2或4:3,位于电路板边缘的元器件,离电路板边缘一般不小于2mm。

(2) 放置器件时要考虑以后的焊接,不要太密集.

(3) 以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局。元器件应均匀、 整齐、紧凑地排列在PCB上,尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接, 去耦电容尽量靠近器件的VCC。

(4) 在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样,不但美观,而且装焊容易,易于批量生产。

(5) 按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。

(6) 布局的首要原则是保证布线的布通率,移动器件时注意飞线的连接,把有连线关系的器件放在一起。

(7) 尽可能地减小环路面积,以抑制开关电源的辐射干扰。

四、布线开关电源中包含有高频信号,PCB上任何印制线都可以起到天线的作用,印制线的长度和宽度会影响其阻抗和感抗,从而影响频率响应。即使是通过直流信号的印制线也会从邻近的印制线耦合到射频信号并造成电路问题(甚至再次辐射出干扰信号)。

因此应将所有通过交流电流的印制线设计得尽可能短而宽,这意味着必须将所有连接到印制线和连接到其他电源线的元器件放置得很近。印制线的长度与其表现出的电感量和阻抗成正比

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发布时间:2013-12-18
当前,在金融危机之时和国家投入4万亿人民币扩大内需宏观形势下,LED照明企业应该积极把握潜在的机遇,更多的时间关注LED光源技术的发展,要冷静的思考,正确判断企业的发展方向,准确定位产品的切入点,要进行战略部署,是当务之急。 ......
大功率LED隧道照明创新应用与技术展望-LED技术论文(1)
发布时间:2013-12-18
(杭州皓玥科技有限公司 李浩 汪正林 徐琦) 一、背景: 1、国家4万亿投资中铁路、公路、机场、城乡电网18000亿元,占45%; 2、科技部批准的21个“十城万盏”试点城市推广目标是:到2009年,在批准的试点城市(镇)应用100万盏以......
解析AC LED应用与发展趋势-LED技术论文(1)
发布时间:2013-12-18
2008年9月,台湾工研院以「芯片式交流电发光二极管照明技术(On Chip AC LED Lighting Technology)」获得美国R&D 100 Awards肯定。2008年10月更与厂商合作成立「AC LED 应用研发联盟」,透过产业垂直整合发展,积极在全球布局AC LED相关专......
LED显示屏色度处理技术(1)论文
发布时间:2023-05-17
LED显示屏技术从二十世纪80年代初的单色显示屏,到80年代末的双基色显示屏,再到90年代中期的三基色(全彩色)显示屏,直到今天我们在平板显示领域广泛讨论的多基色(大于三基色)处理技术。LED显示屏的色度处理技术从最基本的基色波长选......
开关电源控制及触发电路的设计(一)
发布时间:2022-09-01
控制及触发电路的设计 电压电流检测 如图3-7所示,电路的控制及触发信号的产生均由DSP芯片产生。电路的控制很简单,在DSP检测到充电电容的电压达到要求值后,关断IGBT的驱动信号即可。其检测信号由霍尔电压传感器来完成。霍尔电压传感......
大功率白光LED道路照明探讨-LED技术论文(1)
发布时间:2013-12-18
Ⅰ 概述 LED的开发迄今已有近30年历史,取得长足进展,白光LED的提出历十余年磨练,发展迅速。在能源短缺、污染严重的时代LED应运而生、倍受重视。为缓解能源紧张、上世纪90年代中叶,日本政府率先、继则美国政府从财政上支持本国技术界......
高亮度LED提高家庭能效方案-LED技术论文(1)
发布时间:2022-12-12
高功率LED需要用350~1000mA级别的高驱动电流。采用最新技术,每个LED能产生40~80流明的光通量,功率一般为1~3W.根据美国能源部网站上的资料,主要的LED制造商有Cree、Philips和Osram等。下面将把HBLED与广泛使用的白纸灯和荧光做一番比较......
大功率LED在古建筑照明中的应用-LED技术论文(1)
发布时间:2013-12-18
摘 要:LED耗电低,节能;光源体积小巧,设计弹性非常大,是一种新型的绿色光源。随着LED功率和光效的不断提高,LED已经摆脱了仅仅是亮度应用而无法体现照度的尴尬,目前LED已逐渐进入照明领域。LED的 100% 有效光,没有线外线和紫外线,......
高亮度LED产生新应用与新标准-LED技术论文(1)
发布时间:2023-01-19
随着高亮度LED功率的增加,它们催生了很多新的应用,从建筑照明到医疗产品。能源之星照明标准正在逐步关注总体系统效率。 要点 总体照明系统效率包括电源转换、电流调节以及HBLED(高亮度发光二极管)装置本身的效率,而不只是HBLED片......
LED:希望之星-中国LED产业发展与前景之五-LED技术论文(1)
发布时间:2013-12-18
中国大陆LED发展前景 LED巨大的市场注定其将发展成一个庞大的产业。总体来看,国内在规模产业的发展上一直不尽人意,典型案例就是集成电路产业与液晶面板产业,国内到现在集成电路产业还是夹着尾巴做人,液晶面板产业也是百病缠身,技......
LED应急照明集成技术研究(1)论文
发布时间:2023-01-23
随着我国经济的持续高速增长,能源消耗不断增加,能源紧张的矛盾日益突出。“研究开发高效节能、长寿命的半导体照明产品”被列入国家中长期科学和技术发展规划(2012-2020)“能源”领域“工业节能”优先主题,我国半导体照明产业的发展......
对LED路灯在发展过程中利弊的研判-LED技术论文(1)
发布时间:2022-12-05
当前,随着LED照明技术的不断发展,主要是以其功率的增加,效率的提高,成本的下降,越来越多的被各类照明工程所采用。LED不但在装饰性照明领域,在功能性照明领域也已占有一席之地。如信号灯、汽车尾灯、防水防爆型电筒,包括一部分室内......
LED在商业照明应用中的两种新概念-LED技术论文(1)
发布时间:2022-07-21
1前言从1907年发光二极管的发明到1995年蓝光LED的成功开发,半导体照明经历了曲折的过程。其中包括在蓝光LED研发过程中,碳化矽(SiC)与氮化镓(GaN)“阵营之争”。LED经过前期发展的技术准备,目前已经进入了快速成长期。由于白光LED......
无需电解电容的LED照明驱动电源解决方案(1)论文
发布时间:2013-12-18
市场上的LED照明驱动电源通常分为二级架构和一级架构,一级架构指的是直接从220V市电转换出LED发光所需的直流电压和恒定电流,结构比较简单,BOM成本也较低,目前较受市场欢迎。本文将专门介绍无需电解电容的一级架构LED照明驱动电源。 ......
从“世博灯光秀”谈LED产业的社会营销-LED技术论文(1)
发布时间:2022-12-15
写在前面的话: LED产业的社会营销,潘建根先生在前不久CSA举办的一次国际论坛上抛出了这样的一个观点,笔者深有同感,借“世博”的契机,与大家分享这一话题。虽然LED社会营销不是某家企业的责任,但绝对是每家企业的利益,如何续写“......
LED的成功应用案例-LED全彩显示屏-LED技术论文
发布时间:2022-12-07
1.前言 自LED诞生以来,其发光效率和发光强度发展十分迅速。LED的主要应用领域包括交通信号灯、灯饰、全彩LED显示屏、汽车车灯、背景光源和白光LED固体照明。由于红色LED发光强度最高可接近10,000mcd一般产品大于1,000mcd,绿色LED发光......
LED总光通量高精度检测最新进展-LED技术论文(1)
发布时间:2013-12-18
杭州远方光电信息有限公司(everfine@everfine.cn) 摘 要:总光通量是评价LED产品极为重要的指标,然而,LED的特殊性质给其总光通量精确测量带来了挑战。本文针对LED的特性,分析了现有的LED总光通量精确测量方法和设备的优点与不......
LED:希望之星-中国LED产业发展与前景之六-LED技术论文(1)
发布时间:2013-12-19
公司点评,国内哪些企业值得关注? 在整个LED产业链上,哪些企业值得关注?从总体发展进程看,五类企业最具有投资价值。 一类是具有核心知识产权的企业。这类企业的发展空间最为广阔,国内以南昌大学为主联合私募基金成立的晶能光电......
LED:希望之星-中国LED产业发展与前景之四-LED技术论文(1)
发布时间:2013-12-18
国内LED产业特点 上游产业是技术资本密集型产业,投资强度大,工艺控制技术难度大,吸纳就业人员少。目前,我国上游产业的现状,一是参与单位多,主要单位有中科院半导体所、中科院物理所、石家庄第十三电子研究所、北京大学、清华大学......
白光LED应用于室内照明的分析与探讨-LED技术论文(1)
发布时间:2022-10-22
论文摘要:白光LED具有发光效率高、功耗低、寿命长、环保等很多其它传统照明光源无法比拟的优势。因此被认为是取代白炽灯跟荧光灯最具潜力的照明光源。本文根据目前半导体照明的最新研究进展,介绍了GaN基白光LED应用在室内照明领域的发......
用于汽车/HDTV背光的高电流LED驱动器设计(1)论文
发布时间:2013-12-18
高亮度发光二极管(HB LED)市场将以惊人的速度迅速增长,根据法国市场研究机构Yole DevELoppement预测,2012年整体LED的市场规模将达到103亿美元,其中,高亮度和超高亮度LED总共约占44.5亿美元,几乎是2007年7.83亿美元市场规模的5.5倍(......
高功率GaN基LED器件的研究现状与发展-LED技术论文(1)
发布时间:2023-05-02
1、引言 自从1962年美国通用电气公司的Holonyak博士发明了世界上第一支发光二极管(LED)以来,使LED发出全部颜色可见光的努力就没有停止过。AlGaInP材料制成的LED可以覆盖从红光(650nm)到黄光(580nm)的范围。1993年,日本的Nakamura......
LED路灯在雨雾天照明优势的理论探讨(组图)-LED技术论文(1)
发布时间:2022-11-05
在道路照明中对于LED路灯对于大雾的穿透性的认识有很大的误区。大多数人一直认为LED路灯的穿透性要比传统照明光源钠灯的穿透性低,这是一个错误的认识。大多数人多是从网络上看到一些资料或是看到道路上的一些感官的感受,并没有做科学的......
照明用LED驱动器解决方案分析(图)-LED技术论文(1)
发布时间:2022-12-03
编者按:作为固态光源的发光二极管(LED)的大量涌现,使白炽灯日益落寞。在过去几年中,LED技术已经有了极大进步,在散热、封装和工艺技术方面的进步使得LED有了更高的亮度、更高的效率、更长的寿命和更低的成本。 然而,在能量转换效率......
有关电力系统继电保护技术的探析-综合新能源论文(1)
发布时间:2013-12-18
论文摘要:通过对我国电力系统继电保护技术发展现状的分析,探讨继电保护的任务和基本要求。从分析当前继电保护装置的广泛应用,提出保护装置维护的几点建议,结合实际情况,探讨继电保护发展的趋势。关键字:继电保护;电力;维护 ......
高压软开关充电电源硬件主电路设计(一)
发布时间:2023-03-31
主电路设计 主要技术指标 2.负载电容容量3133uF; 3.输出电流2安培直流;电源容量5kW; 4.开关频率20kHz,谐振频率40kHz; 5.电流检测与电压检测; 6.用DSP实现PWM控制。 主电路选型 在谐振开关技术中最适合脉冲电容充电的......
一种两级式LED恒流驱动电源设计
发布时间:2015-09-09
摘 要:根据LED驱动电源设计要求,对设计方案进行合理论证,前级功率因素校正采用升压型斩波电路,控制芯片采用仙童公司的FAN7527,后级采用隔离式单端反激电路实现降压型DC/DC变换,控制芯片为TI公司的UC3843;此外为满足LED驱动电源......
LED通用照明系统设计方案(1)论文
发布时间:2022-09-21
不管是大功率的还是小功率的LED照明应用,一般都由电源、LED驱动器、LED、透镜和基板几部分构成,其中关键的元件是 LED驱动器,它必须提供一个恒流输出才能保证LED发出的光不会忽明忽暗、以及不会发生LED色偏现象,它一般接受24V-48V的直......
北京电力建设要依靠分布能源技术-综合新能源论文(1)
发布时间:2013-12-18
最近《京华时报》刊载一条消息,北京市人大代表何宗信提出一项议案指出:“目前北京电网的供电能力已经接近负荷极限。去年北京地区瞬时最大负荷达到705万千瓦,已经接近高压电网约750万千瓦的承受能力。而且电器的普及、生活用电比重日益......
LED道路照明灯具光度数据的现状分析-LED技术论文(1)
发布时间:2023-01-21
上海时代之光照明电器检测有限公司王 晔 陈超中 施晓红 论文摘要:LED 具有安全、长寿命、高光效、可调光的优点,近年来对LED 道路照明灯具的研究和产品开发已成为关注焦点。本文通过对符合道路照明的灯具配光的标杆性评价方法,以及对......