LED驱动电源布局与布线有哪些原则?
2016-10-29 15:23:19

LED驱动电源布局与布线的一般原则

1.LED驱动电源布局的一般原则

(1)对元器件进行布局时,首先要确定印制板(PCB)的尺寸及形状。由于隔离式LED驱动电源分输入、输出两侧,并且要求两侧实现电气隔离,通常将PCB设计成长方形。先将PCB中所有元器件的封装均匀排成长方形,左边为一次侧元器件,右边二次侧元器件,并预留4个安装孔位置,在禁止布线层面一个长方形,将所有元器件包围起来,留有一定的安全边界,PCB尺寸大小也就基本确定了。
(2)布局一般从高频变压器开始。将高频变压器布置在印制板中间,左侧为一次侧,右边为二次侧。输入滤波电容器、一次绕组和功率开关管组成一个较大脉冲电流的回路。这两个回路要布局紧凑,引线短捷。以减小泄露电感,从而降低吸收回路的损耗,提高电源的效率。在一次侧带高压的元器件之间应适当加大间距,并根据需要适当微调PCB的尺寸,最后完成印制板的整个布局。

(3)印制板尺寸要适中,过大时印制线条长,阻抗增加,不仅抗噪声能力下降,成本也提高;尺寸过小,会散热不好,还容易受相邻印制导线的干扰。


2.关键元器件的布局

  关键元器件的合理布局也非常重要。例如,输出端旁路电容器的接地端必须是低噪声参考地,再与仅通过小信号的模拟地(AGND)和取样电阻分压器的地端相连,并尽量远离有大电流通过的功率地(PGND)。这对实现低噪声参考地与高噪声功率地之间的隔离至关重要。这样布局可防止较大的开关电流通过模拟地的回路进入电池或电源,造成干扰。
控制器功率电路的两个电流途径如下图1a、b所示,这两个电流路径分别为输入回路和输出回路。图1a表示当MOSFET导通时电流通过输入回路的路径。图1b示出当MOSFET关断时,电流通过输出回路的路径。将这两个回路的元器件互相靠近布局,可将大电流限制在控制器的功率电路部分,远离低噪声元器件的地回路。CI、L、MOSFET、VD和C0的位置应尽量靠近。采用短而宽的印制导线进行布线,能提高效率,降低振铃电压,避免对低噪声电路的干扰。
控制器功率电路的两个电流途径

  在使用上述两个电流回路布局时候经常采用一些折中方案。想要回路中那些元器件就近安装,则需确定该元器件上是否有不连续的电流通过。就近安装元器件能最大限度地减少分布电感,而具有不连续电流的元器件位置对于减少分布电感非常重要。


3.LED驱动电源布线的一般原则

(1)LED驱动电源的布线,主要是考虑线宽的选择和绝缘间距的问题。特别要注意地线的布线和取样点的选择,这会直接影响电源的性能指标。布线时应优先考虑选择单面板,以降低印制板的制作成本,但布线难度会增大。必要时还要设计一些跨线,完成电路连接。
(2)印制板布线时如果两条细平行线靠得很近,就会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声。
(3)选择合理的导线宽度。由于瞬变电流在印制线条上所产生的脉冲干扰主要是由印制导线的分布电感成分而造成的,因此应尽量减小印制导线的分布电感。印制导线的分布电感与其长度成正比,与其宽度成反比,采用短而宽的导线对抑制干扰是有力的。

(4)虽然采用平行走线可减小导线的分布电感,但导线之间的互感和分布电容会增加,还容易引起串模干扰。设计较复杂的电源系统时,可采用井字形的网状布线结构,具体方法是在印制板的一面横向布线,另一面纵向布线,然后在交叉孔处用金属化孔相连。


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