如何避免PCB設(shè)計(jì)限制D類放大器性能?
介紹
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201710/367324.htm如果沒有遵循一些基本的布局指南,PCB設(shè)計(jì)將會限制D類放大器的性能或降低其可靠性。下面描述了D類放大器一些好的PC板布局實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。采用帶有兩個(gè)BTL輸出的STA517B(每通道175瓦)數(shù)字功率放大器作為范例,但對所有的D類放大器而言,其基本概念是一致的。
圖1:立體聲BTL D類功率放大器原理圖
地平面
良好的地平面是優(yōu)質(zhì)D類放大器布局的關(guān)鍵。如果可能應(yīng)將電路板的底層作為一個(gè)專有的地平面,完整的地平面可以提供最佳性能和最可靠的設(shè)計(jì)。如果你不得不在電路板的底層布信號線或電源走線,須盡可能的短。如果必要,為了使底層走線短距離,應(yīng)將走線引回到電路板的頂層,從而避免在底層長距離走線。
利用過孔將電路板的頂層器件與電路板底層的地平面連接。但是,過孔仍會堵塞電流回流到地平面,因此須靈活的使用這些過孔。
直接在放大器之下的區(qū)域須敷銅。如果放大器在其封裝的底部有一個(gè)裸露的焊盤或插件,那么IC必須焊接到放大器下放的地,如此可以作為放大器的扇熱區(qū)。在這種情況下,地必須從IC正下方向兩邊引出,這樣可以確保其裸露。放大器下面的地須打上許多過孔,通過過孔向電路板的底層扇熱,因此它還可以作為一個(gè)扇熱區(qū)域。
放大器的正下方是不建議走信號線的。須打幾個(gè)過孔和地平面相連以確保所有器件彼此之間的地參考點(diǎn)有一個(gè)直接和低阻抗的路徑。這對輸出濾波器是尤為重要的。所有的濾波地必須有一個(gè)直接路徑回流到放大器正下方的地平面。
電源旁路電容
為確保穩(wěn)定性及抑制噪聲和串?dāng)_,對電源加旁路電容是非常重要的。放大器的輸出級吸收了大量的電流,且開關(guān)動作迅速。當(dāng)輸出開關(guān)動作時(shí),旁路電容和放大器電源輸入引腳之間的寄生電感會產(chǎn)生很大的毛刺,因此寄生電感必須保持盡可能的小。為了能在放大器功率級減小雜散電感和旁路電容之間諧振的影響,須在每個(gè)電源輸入管腳需使用一個(gè)100nF的電容與1uF的電容并聯(lián)。
100nF的電容必須和IC盡可能的靠近(通常不超過2毫米)。而且,如圖1所示,旁路電容必須和IC在同一層,以便減小總路徑長(和雜散電感)。1uF的電容須依次放置,和100nF電容緊靠在一起。
圖2:利用電路板的底層為100nF電容進(jìn)行地連接,如此將明顯的增加總走線長且對電路板性能會產(chǎn)生不良影響。
還需采用大體積儲能電容在放大器的電源輸入進(jìn)行去耦。大體積儲能電容的容值依賴于放大器所要求的電流量。大體積儲能電容須和放大器以及電源管腳星形連接,且必須和放大器盡可能的靠近(理想情況是小于30毫米)。
圖3:100nF旁路電容須緊靠IC放置。
圖4:1uF電容需放置在100nF電容之后,通過過孔將1uF電容和電路板底層的地平面連接。
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