电源专题之开关电源

文 / 黄刚（微信公众号：高速先生）
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介绍完dc电源之后，我们来说说一种应用非常广泛的电源类型，就是开关电源。我们首先来讲讲它的原理。首先介绍的是开关电源。说到开关电源就不能不提到两个单词buck和boost。感觉不管什么词，只要变成英文就显得特别高大上，其实这个对应的就是降压开关电路和升压开关电路。核心的原理也比较简单，无非是通过l和c的不断充放电来达到保持电源的目的，只不过不同类型的电源l和c的组合有点差别。详细内容可以看看《pcb电源知多少 - 开关电源简介》。
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大致讲完开关电源原理后，我们来看看具体是如何在pcb设计上实现的。首先讲到的是布局，不管是布局还是布线优先参考芯片datasheet，一般手册中都会给出layout guide指导。
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另外，如果空间资源无法很好的满足指导设计时，我们又该怎么去权衡我们的设计？在平常设计开关电源时还是有一些设计经验可循的，详细内容请看《开关电源布局注意事项》。
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接着与布局相关的就是布线了。我们可以从布线展示图中可以看到基本按照layout guide设计，但我们还需要注意以下细节：大电流通道滤波电路孔的位置和数量；输入输出地的铺铜共地连接；采样电路避免受干扰；芯片模拟地与大电流地的区分与单点相连，以及芯片的散热！另外控制芯片、mos管等元器件处理，大电流、电压反馈等细节我们需要特别注意。详细内容请看《开关电源布线注意事项》。
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最后再提到我们如何去快速计算开关电源的输出稳态电压值。对很多新接触开关电源原理的人来说，要清晰描述出经过每个元器件在不同时刻的i-t和v-t的变化情况是有难度的，而如何通过输入电压和占空比得到输出电压的精确幅度则是我们设计电源的最终目的。
我们有一个能快速得到电压的定律，就是开关电源的伏秒平衡定律，描述的是在稳态时电感两段导通和截止时电压和导通时间的关系。
具体是怎么样的一个公式和原理呢？想知道的就请参考文章《开关电源-任性升降压》，会给你一个最好的答案。
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说好不哭，直到电流“烧”红了过孔……
电源专题之dc设计要素
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