随着技术产品更新的迅速发展,功率产品的PCB设计面临着更大的挑战,包括功率转换效率,热分析,功率平面完整性和EMI(电磁干扰)。随着行业的应用变得越来越广泛和多样化,功率产品继续朝着高频,高效率,高密度,低电压,高电流和多样化的方向发展。
同时,功率产品的包装结构和尺寸正变得越来越标准化,以满足全球集成市场的需求。首先是功率转换效率。
转换效率是指电源输出功率与实际消耗的输入功率之比。在实际应用中,电能无法完全转换,中间会存在一定的能耗。
因此,无论哪种电路,在功率转换中都必定存在效率问题。对于线性电源,需要考虑LDO的散热。
对于开关电源,必须考虑开关管的损耗。其次,如果有能量损失,将不可避免地产生热量,这涉及散热问题。
另外,随着负载变重,功率芯片的功耗增加。因此,热量分配是电源设计中必须考虑的问题。
然后是电源平面完整性的设计。保持电源的完整性意味着保持稳定的电源。
在实际系统中,总是存在不同频率的噪声。例如,PWM或PFM变频控制信号的固有频率,快速di / dt会产生电流波动信号,因此,需要低阻抗电源平面设计。
最后,存在EMI(电磁干扰)问题。不断地开关电源时,开关电源会产生开关噪声。
如果在设计过程中未考虑环路电感,那么过多的返回路径将导致EMI问题。业界一直在寻找提高电源PCB设计成功率的方法。
经验表明,在设计过程中,如果可以预先预测并避免可能的风险,则成功率将大大提高。因此,选择合适的设计仿真工具尤为重要。