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開關(guān)電源之PCB設(shè)計需要面對的挑戰(zhàn)

來源：東莞市成良智能科技發(fā)布時間：2020-10-23 點擊量：557

目前在科技產(chǎn)品飛速發(fā)展的趨勢下，開關(guān)電源等產(chǎn)品的PCB設(shè)計面臨著更大的挑戰(zhàn)，主要包括開關(guān)電源轉(zhuǎn)換效率、熱分析、電源平面完整性和EMI（電磁干擾）等。
隨著行業(yè)應(yīng)用日趨廣泛多元，開關(guān)電源產(chǎn)品也不斷向高頻、高效、高密度化、低壓、大電流化和多元化方向發(fā)展。同時，電源產(chǎn)品的封裝結(jié)構(gòu)、外形尺寸也日趨標準化，以適應(yīng)全球一體化市場的要求。

首先是開關(guān)電源轉(zhuǎn)換效率。轉(zhuǎn)換效率是指電源的輸出功率與實際消耗的輸入功率之比，在實際應(yīng)用中，電能不能完全轉(zhuǎn)化，中間會有一定的能量消耗，所以，無論哪種電路，在電源轉(zhuǎn)換中必然存在效率問題。對于線性電源，需要考慮LDO的散熱問題;對于開關(guān)電源，要考慮開關(guān)管的損耗問題。
其次，有能量損耗就必然會產(chǎn)生熱量，這就涉及到散熱的問題。除此之外，隨著負載變重，促使電源芯片的功耗加大，所以，在開關(guān)電源設(shè)計中熱分布是個不得不考慮的問題。

再者是開關(guān)電源平面完整性設(shè)計。保持電源的完整性，就是保持電源的穩(wěn)定供電。在實際系統(tǒng)中，總是存在不同頻率的噪聲。比如PWM的固有頻率或PFM可變頻率控制信號，快速的di/dt會產(chǎn)生電流波動的信號，所以一個低阻抗的電源平面設(shè)計是必要的。
最后是EMI（電磁干擾）問題。開關(guān)電源在不斷的開和關(guān)就會產(chǎn)生開關(guān)噪聲，如果在設(shè)計過程中沒有考慮回路電感問題，過大的回流路徑會產(chǎn)生EMI問題。

業(yè)界一直尋求能提高開關(guān)電源PCB設(shè)計成功率的方法。經(jīng)驗表明，在設(shè)計過程中，如果能提前預(yù)知可能的風險并規(guī)避，成功率將會大幅度提高。由此，選擇一款合適的設(shè)計仿真工具就顯得尤為重要。

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