4 基于LM5642的多路输出设计
开关电源的控制器种类非常多,主要有电流和电压两大类型。电压控制型只对输出电压采样,作为反馈信号闭环控制,采用PWM技术调节输出电压。从控制理论的角度看,这是一种单环控制系统;电流控制型是在电压控制型的基础上,增加一个电流负反馈环节,使其成为双环控制系统,从而提高电源性能。基于LM5642的诸多优点,充分利用该器件的单、双输出通道特性.与其他DC/DC转换器设计出多路输出电压为系统供电。电源输入来自车载蓄电池的电压28 V,可作为光通信系统电源,具体设计框图如图3所示。
电路板设计依据图3要求,器件采用国产的LM5642,LM2596,LM2679。其中用到两片LM5642,分别为U8和U6,分别输出15 V、+5 V/7 A和3.3 V/7 A;两片LM2679分别为U4和U5,分别输出+5 V/3.5 A和VDD。其中VDD为LM5642的VDD引脚供电;3片LM2596分别为U1、U2和U3,分别输出两个-5 V/1 A和+5V/3 A。
5 PCB布局
PCB板的物理设计是开关电源设计最后一个环节,如果设计方法不当,PCB可能会辐射过多的电磁干扰(EMI)。结合LM5642的特点,与其他多种器件 (如LM2679)设计多输出电压源,PCB采用4层板布线,顶层和底层都放置元件,中间层分别为地层和大电流走线层,其中第2层为走线层,第3层为地层以保证高可靠性。对于+5 V/7 A和3.3 V/7 A大电流输出,布线主要是在第2层完成,线宽为200 mil。考虑到电磁干扰。适当加宽走线间距,输入输出采用钽电容和陶瓷电容相结合滤波(板子线宽按照1.5盎司厚度设计)。
6 结束语
由于电源设计是为系统提供电源,因此要全面考虑整个系统,电源板提供多路输出到各子板,规划布局时使各路输出都以地线为间隔。由于子板中有数字地的区分,为减小干扰.在各子板中同样采用DC/DC变换转接以降低数字与模拟信号干扰。考虑到系统性能,可采用输入与输出地隔离技术;而考虑到子板间传递高速信号,因此在电源板设计中并没有采用输入与输出隔离地,同样可使系统稳定,因此以统一地作为参考面。