<p>开关电源的功耗包括由半导体开关、磁性元件和布线等的寄生电阻所产生的固定损耗以及进行开关操作时的开关损耗。对于固定损耗，由于它主要取决于元件自身的特性，因此需要通过元件技术的改进来予以抑制。在磁性元件方面，对于兼顾了集肤效应和邻近导线效应的低损耗绕线方法的研究由来已久。为了降低源自变压器漏感的开关浪涌所引起的开关损耗，开发出了具有浪涌能量再生功能的缓冲电路等新型电路技术。以下是提高开关电源效率的电路和系统方法：</p>

<p>一、通过ZVS(零电压开关)、ZCS(零电流开关)等利用谐振开关来降低开关损耗</p>

<p>这种方法对于降低开关损耗极为有效，但问题是因峰值电流和峰值电压所导致的固定损耗将会增加。</p>

<p>电子设备的电子信号和处理器的频率不断提升，电子系统已是一个包含多种元器件和许多分系统的复杂设备。高密和高速会令系统的辐射加重，而低压和高灵敏度 会使系统的抗扰度降低。</p>

<p>因此，电磁干扰（EMI）实在是威胁着电子设备的安全性、可靠性和稳定性。我们在设计电子产品时，PCB板的设计对解决EMI问题至关重要。</p>

<p>本文主要讲解PCB设计时要注意的地方，从而降低PCB板中的电磁干扰问题。</p>

<p><strong>电磁干扰（EMI）的定义</strong></p>

<p>接通电气设备电源时，在接通瞬间可能会流过远远超过稳定电流的大电流。这种电流称为突入电流(Rush current)。<br />
为什么会产生突入电流呢？原因有多个，下面就来举例进行说明。&nbsp;</p>

<ul>
<li>配有大容量的平滑电容器与去耦电容器的设备在通电时，首先必须要对这些电容器进行充电，所以在通电时会通过大电流。</li>
<li>刚通电后灯丝(filament)等的电阻较小，所以会通过大电流。（发热后电阻增大，形成稳定电流。）</li>
</ul>

<p>&nbsp; 在做高速电路设计的时候，为什么要有那么多去耦电容？到底什么是去耦？到底需要多大的去耦电容呢？为什么是很多个小电容并联而不是用一个大电容（值是一样大的啊）？为什么说小电容要靠近电源管脚而大电容可以远一些？这里的这些问题，涉及到很多信号完整性问题。</p>

<p><strong>1.什么是去耦？</strong></p>

<p>受市场发展潮流所驱动，2017~2023年期间，超越摩尔（More than Moore）应用的晶圆需求将获得约10%的复合年增长率。</p>

<p><strong>市场发展潮流：超越摩尔应用的晶圆市场演进的核心因素</strong></p>

<p>2017年，超越摩尔（More than Moore，以下简称MtM）应用（包括MEMS和传感器、CMOS图像传感器、功率器件和射频器件）的需求量已达到4500万片等效8英寸晶圆。到2023年，该领域对等效8英寸晶圆的需求量预计将达到6600万片，期间的复合年增长率约10%。</p>

<p>常用的是石英晶体的厚度切变模式，也就是说晶体振荡频率主要与晶片厚度有关系。晶体振荡的时候不是单一频率，而是有谐波分量的，这个说法不一定准确，但是可以这样理解。但是由于本身的性质，偶次谐波自身抵消掉了，所以反应出来的只有奇数次。比如基频10M的晶体，震荡起来以后，实际上还有30M，50M，70M等频率的信号，不是绝对的倍数关系。但是在各个频率下反应出来的晶体的参数是不同的，比如等效电阻,Q值等。所以，越高次振荡越难。</p>

<p>1、基频和泛音的概念，你可以按主频和奇数次谐波这样理解。</p>

<p>2、基频和泛音振荡是同时产生的，用20M的晶体振荡，用60M的网络选频，完全可以得到60M的信号。</p>

<p><strong>什么是通频带？</strong></p>

<p>通频带用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。由于放大电路中电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件的存在，在输入信号频率较低或较高时，放大倍数的数值会下降并产生相移。通常情况下，放大电路只适用于放大某一个特定频率范围内的信号。或者定义为：在信号传输系统中,系统输出信号从最大值衰减3dB的信号频率为截止频率,上下截止频率之间的频带称为通频带,用BW表示通频带越宽，表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。</p>

<p>1. 与引脚元件不同的是，片状元件由于直接贴装于基片上，因此易受弯曲应力影响。而且它们对机械及热应力比引脚元件更敏感。焊接圆角过高会加大此类应力，从而导致元件破损。因此在设计基片时，请考虑焊盘布局及尺寸，以免焊接圆角偏高。</p>

<p>村田对独石陶瓷电容器的MSL评价为等级1。但由于MSL是以回流焊接类产品为对象的，因此带有引线的波峰焊接专用品均在对象范围以外。</p>

<p>MSL为JEDEC的规格，是以由于产品吸湿和波峰焊接使得产品所含水分气化从而导致体积膨胀，并产生故障的现象为对象。「MSL=Moisture Sensitivity Level」即为表示其湿敏等级。等级数越高危险性越大，等级2以上则需要采取相应方法防止产品吸湿。因此，等级2以上产品需在一定时期内进行烘烤处理，并与卷盘干燥剂一起捆包在铝制包装中。</p>

<p>在电子电路中，VCC是电路的供电电压, VDD是芯片的工作电压：</p>

<p>VCC：C=circuit 表示电路的意思, 即接入电路的电压， D=device 表示器件的意思, 即器件内部的工作电压，在普通的电子电路中，一般Vcc&gt;Vdd ! &nbsp;VSS：S=series 表示公共连接的意思，也就是负极。 &nbsp;</p>

<p>有些IC 同时有VCC和VDD， 这种器件带有电压转换功能。 &nbsp;</p>

<p>在“场效应”即COMS元件中，VDD乃CMOS的漏极引脚，VSS乃CMOS的源极引脚， 这是元件引脚符号，它没有“VCC”的名称，不表示供电电压，</p>

<p>我们常把晶振比喻为数字电路的心脏，这是因为，数字电路的所有工作都离不开时钟信号，晶振直接控制着整个系统，若晶振不运作那么整个系统也就瘫痪了，所以晶振是决定了数字电路开始工作的先决条件。</p>

<p>&nbsp; 我们常说的晶振，是石英晶体振荡器和石英晶体谐振器两种，他们都是利用石英晶体的压电效应制作而成。在石英晶体的两个电极上施加电场会使晶体产生机械变形，反之，如果在晶体两侧施加机械压力就会在晶体上产生电场。并且，这两种现象是可逆的。利用这种特性，在晶体的两侧施加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时产生交变电场。这种震动和电场一般都很小，但是在某个特定频率下，振幅会明显加大，这就是压电谐振，类似于我们常见到的LC回路谐振。</p>

<p>高频电路往往集成度较高，布线密度大，采用多层板既是布线所必须，也是降低干扰的有效手段。在PCBLayout阶段，合理的选择一定层数的印制板尺寸，能充分利用中间层来设置屏蔽，更好地实现就近接地，并有效地降低寄生电感和缩短信号的传输长度，同时还能大幅度地降低信号的交叉干扰等，所有这些方法都对高频电路的可靠性有利。同种材料时，四层板要比双面板的噪声低20dB.但是，同时也存在一个问题，PCB半层数越高，制造工艺越复杂，单位成本也就越高，这就要求在进行PCBLayout时，除了选择合适的层数的PCB板，还需要进行合理的元器件布局规划，并采用正确的布线规则来完成设计。</p>

<p><strong>一、高速电子器件管脚间的引线弯折越少越好</strong></p>

<p>手工焊接采用的是通过任意部位焊接的方式，这一点与回流焊接不同。这是由特有的温度变化和残留应力造成的，此时，需要注意以下2点内容。</p>

<p>1. 为防止局部突然受热、热冲击对元件造成的损伤(产生裂纹)，应对元件进行预热等处理，以缓和对元件的热冲击。<br />
2. 由于电路板温度低于回流时的温度，冷却时的残留应力会产生差异并容易导致机械强度(耐弯曲性能)降低。为提高焊接强度，焊接时应将电路板的温度保持在高温状态</p>

<p><strong>片状独石陶瓷电容器</strong></p>

<p><strong>（品名）GRM&nbsp;18&nbsp;8&nbsp;R7&nbsp;1C&nbsp;225&nbsp;K&nbsp;E15&nbsp;D</strong></p>

<p>村田的 BLM31K 系列铁氧体磁珠极适用于要求高额定电流的电源电路。BLM31K 系列采用小型外壳 (EIA/1206, 3.2 mm X 1.2 mm X 1.2 mm)，在 6 A 下实现了最高阻抗。BLM31K 系列（规格 1206）的额定电流优于大尺寸铁氧体磁珠，即以前仅采用 1210 规格和更大尺寸的产品，因此 BLM31KN 有助于节省电源电路的空间。</p>

<p>BLM31K 系列最适合用于在电源电路中抑制宽频范围内的高频噪声。此外，该系列通过了 AEC-Q200 标准认证，使其非常适合汽车应用领域，如信息娱乐系统和传动安全应用。</p>

<p>ESD、EMI、EMC 设计是电子工程师在设计中遇到常见难题，电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。 所谓电磁干扰是指任何能使设备或系统性能降级的电磁现象。而所谓电磁干扰是指因电磁干扰而引起的设备或系统的性能下降。</p>

<p>EMC包括EMI(电磁干扰)及EMS(电磁耐受性)两部份，所谓EMI电磁干扰，乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；而EMS乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。</p>

<p>作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽，PCB已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。但是由于成本以及技术的原因，PCB在生产和应用过程中出现了大量的失效问题。</p>

<p>对于这种失效问题，我们需要用到一些常用的失效分析技术，来使得PCB在制造的时候质量和可靠性水平得到一定的保证，本文总结了十大失效分析技术，供参考借鉴。</p>

<p><strong>1．外观检查</strong></p>

<p>　&nbsp; &nbsp;输入阻抗即输入电压与电流之比，即 Ri = U/I。在同样的输入电压的情况下，如果输入阻抗很低，就需要流过较大电流，这就要考验前级的电流输出能力了;而如果输入阻抗很高，那么只需要很小的电流，这就为前级的电流输出能力减少了很大负担。所以电路设计中尽量提高输入阻抗。</p>

<p><strong>什么是LED驱动电源</strong></p>

<p>LED驱动电源把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器，通常情况下：LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。LED电源核心元件包括开关控制器、电感器、开关元器件(MOSfet)、反馈电阻、输入滤波器件、输出滤波器件等等。根据不同场合要求、还要有输入过压保护电路、输入欠压保护电路，LED开路保护、过流保护等电路。</p>

<p><strong>LED驱动电源的特点</strong></p>

<p>安装于电路板时受到机械/热应力、安装后电路板弯曲等机械应力是造成电容器发生断裂的主要原因。</p>