電源電路是一個電子產品的重要組成部分，電源電路設計的好壞
，直接牽連產品性能的好壞。

 

 

我們電子產品的電源電路主要有線性電源和高頻開關電源。從理論上講
，線性電源是用戶需要多少電流，輸入端就要提供多少電流;開關電源是用戶需要多少功率，輸入端就提供多少功率。

 

 

線性電源功率器件工作在線性狀態
，如我們常用的穩壓芯片LM7805、LM317、SPX1117等。下圖1是LM7805穩壓電源電路原理圖。

圖1. 線性電源原理圖

 

從圖上可知
，線性電源有整流、濾波
、穩壓、儲能等功能元件組成
，同時，一般用的線性電源為串聯穩壓電源，輸出電流等於輸入電流，I1=I2+I3，I3是參考端，電流很小，因此I1≈I3。我們為什麼要講電流，是因為PCB設計時，每條線的寬度不是隨便設的，是要根據原理圖裏元件節點間的電流大小來確定的(請查《PCB設計銅鉑厚度、線寬和電流關係表》)。電流大小、電流流向要搞清楚，做板才恰到好處。

 

PCB設計時
，元件的布局要緊湊，要讓所有的連線盡可能短，要按原理圖元件功能關係去布局元件與走線。本電源圖裏就是先整流、再濾波、濾波後才是穩壓、穩壓後才是儲能電容、流經電容後才給後麵的電路用電。

 

圖2是上麵原理圖的PCB圖(tu)，兩(liang)個(ge)圖(tu)相(xiang)似(si)。左(zuo)圖(tu)和(he)右(you)圖(tu)就(jiu)是(shi)走(zou)線(xian)有(you)點(dian)不(bu)一(yi)樣(yang)，左(zuo)圖(tu)的(de)電(dian)源(yuan)經(jing)整(zheng)流(liu)後(hou)直(zhi)接(jie)就(jiu)到(dao)了(le)穩(wen)壓(ya)芯(xin)片(pian)的(de)輸(shu)入(ru)腳(jiao)了(le)，然(ran)後(hou)才(cai)是(shi)穩(wen)壓(ya)電(dian)容(rong)，這(zhe)裏(li)電(dian)容(rong)所(suo)起(qi)的(de)濾(lv)波(bo)效(xiao)果(guo)就(jiu)差(cha)了(le)很(hen)多(duo)，輸(shu)出(chu)也(ye)有(you)問(wen)題(ti)。右(you)圖(tu)就(jiu)是(shi)比(bi)較(jiao)好(hao)的(de)圖(tu)了(le)。我(wo)們(men)不(bu)僅(jin)要(yao)考(kao)慮(lv)正(zheng)電(dian)源(yuan)的(de)流(liu)向(xiang)問(wen)題(ti)，還(hai)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)地(di)回(hui)流(liu)問(wen)題(ti)，一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)，正(zheng)電(dian)源(yuan)線(xian)和(he)地(di)回(hui)流(liu)線(xian)要(yao)盡(jin)可(ke)能(neng)同(tong)進(jin)同(tong)出(chu)，彼(bi)此(ci)離(li)近(jin)點(dian)。

圖2. 線性電源PCB圖

 

設計線性電源PCB時還應注意，線性電源的功率穩壓芯片的散熱問題，熱量是怎麼來的，若穩壓芯片前端電壓是10V
，輸出端是5V,輸出電流為500mA，那在穩壓芯片上就有5V的電壓降
，產生的熱量就為2.5W;如果輸入端電壓是15V，電壓降就是10V，產生的熱量就為5W，因yin此ci

，我wo們men布bu板ban是shi要yao根gen據ju散san熱re功gong率lv來lai留liu出chu足zu夠gou的de散san熱re空kong間jian或huo合he理li的de散san熱re片pian。線xian性xing電dian源yuan一yi般ban用yong在zai壓ya差cha比bi較jiao小xiao，電dian流liu比bi較jiao小xiao的de場chang合he
，否fou則ze，請qing改gai用yong開kai關guan電dian源yuan電dian路lu。

 

 

開關電源就是用通過電路控製開關管進行高速的導通與截止，產生PWM波形，經過電感和續流二極管，利用電磁電轉換的方式調壓。開關電源功率大、效率高、發熱小，我們一般用的電路有：LM2575、MC34063、SP6659等。開關電源理論上是電路兩端功率相等
，電壓成反比，電流成反比。

圖3. LM2575開關電源電路原理圖

 

 

開關電源PCB設計時，需要注意的地方是:反饋線的引入點、續流二極管是給誰續流。從圖3可以看出
，U1導通時
，電流I2進入電感L1，電感的特性是電流在電感裏流過時不能突然產生，也不能突然消失，電流在電感裏的變化時有一個時間過程的。在脈衝電流I2流過電感的作用下，有部分電能轉換成磁能，電流逐漸增大
，到一定時候，控製電路U1關斷了I2，由於電感的特性，電流不能突然消失，這時候二極管起作用了
，它接替電流I2

，所以叫續流二極管，可以看出，續流二極管是給電感用的，續流的電流I3是從C3的負端出發，經D1，L1後流入C3的正端，這裏就相當於抽水機，利用電感的能量，把電容C3的電壓提高了。

 

還有就是電壓檢測的反饋線引入點問題，應該是經過濾波後的地方反饋回去，不然會使輸出的電壓紋波更大。這兩點是我們很多PCB設計人員經常忽視的地方

，以為同一個網絡，接在那兒不是一樣，其實接的地方不一樣
，性能影響是很大的。圖4是LM2575開關電源PCB圖，大家看看錯的那幅圖是哪裏錯了。

圖4. LM2575開關電源PCB圖

 

我們為什麼要詳細講原理圖原理，因為原理圖裏包含了許多畫PCB的信息，如元件引腳的接入點，節點網絡的電流大小等
，看清楚了原理圖，PCB設計就不成問題了。LM7805和LM2575電路分別代表了線性電源和開關電源的典型布板電路，做PCB時，直接按這兩種PCB圖布局與布線就行，隻是產品不同，電路板也不同
，根據實際情況調整。

 

萬wan變bian不bu離li其qi宗zong，所suo以yi的de電dian源yuan電dian路lu的de原yuan理li及ji布bu板ban方fang式shi都dou是shi如ru此ci
，而er每mei個ge電dian子zi產chan品pin都dou離li不bu開kai電dian源yuan及ji其qi電dian路lu，因yin此ci，學xue通tong了le這zhe兩liang個ge電dian路lu，其qi它ta的de也ye了le然ran於yu胸xiong了le。