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Fly-Buck变换器高频开关电源PCB布局技巧

同步降压变换器已作为隔离式偏置高频开关电源在通讯及工业商场得到认可。隔离式降压变换器或许一般所谓的 Fly-Buck™ 变换器,选用一个耦合电感器替代降压变换器电感器,用以创建隔离式输出以及非隔离式降压输出。每个隔离式输出只需一个绕组、一个整流器二极管和一个输出电容器。可运用这种拓扑以低成本的简略方式生成多个半稳压隔离式或非隔离式输出。

降压变换器和 Fly-Buck 变换器中存在一些首要电流不同。我们对降压变换器中的开关电流环路已经很熟悉了,如图 1 所示。包括输入旁路电容器、VIN 引脚、高低侧开关以及接地回来引脚的输入环路承载着开关电流。该环路应针对静音作业进行优化,到达最小迹线长度与最小环路面积。包括低侧开关、电感器、输出电容器以及接地回来途径的输出环路实际上承载着低纹波高频开关电源电流。尽管为完成低 高频开关电源 压降、低损耗和低稳压差错而让一切电流途径尽量最短非常重要,但该环路的面积并不像输入电流环路那么重要。

Fly-Buck变换器高频开关电源PCB布局技巧

图1 降压变换器中的电流环路。VIN 环路为高 di/dt 环路。

Fly-Buck 变换器的一次侧看上去与降压变换器类似,如图 2 所示。这儿的 VIN 环路与降压变换器一样,也是高 di/dt 环路。但是,VOUT1 环路的电流与降压变换器有很大不同。除了一次电感器磁化电流外,该环路还包括来自二次绕组的反射电流。反射电流只含有其途径中耦合电感器的漏电感,因而 di/dt 显着高于电感器磁化电流。所以尽量减小 VOUT1 环路的环路面积也非常重要。相同的道理,包括二次电感器绕组、整流器二极管以及二次输出电容器的二次输出环路也需求最小化,由于里边有高 di/dt 电流流过。

Fly-Buck变换器高频开关电源PCB布局技巧

图2 Fly-Buck 变换器在一次侧有两个高 di/dt 环路。一切二次环路都是高 di/dt。

在布局 Fly-Buck 变换器时还需求记住:二次绕组也有一个开关节点。该二级开关节点 (SW2) 是高 dv/dt 节点,支撑 VIN*N2/N1 的电压变换。因而,一般要让 SW2 迹线面积较小,才干避免其宣布噪声。

图3是交融本文辅导内容的布局实例。与开关节点面积一样,一二次侧的高 di/dt 环路也可以进行最小化。

Fly-Buck变换器高频开关电源PCB布局技巧

图3 基于 LM5017 的 Fly-Buck 布局可对 di/dt 环路和高 di/dt SW1,2 节点面积进行最小化。

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