LED开关如何设计、PCB回路和电容选用

LED开关电源的研发速度在最近几年中有了明显的技术飞跃，新产品更新换代的速度也加快了许多。作为最后一个设计环节，PCB的设计也显得尤为重要，因为一旦在这一环节出现问题，那么很可能会对整个的LED开关电源系统产生较多的电磁干扰，对于电源工作的稳定性和安全性也都会造成不利影响。那么，PCB的设计怎样做才是正确的呢？

通过最近几年中LED电源的元器件布局研究和市场实践结果证明，即使在研发初期所设计的电路原理图是非常正确，然而一旦PCB的设计出现问题，也会对电子设备的可靠性产生不利影响，例如由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，就会使产品的性能下降，因此在设计PCB板的时候，就需要采用正确的方法。

在一块开关电源常用到的PCB板中，通常每一个开关电源都有四个通信电路电流回路，它们分别是输入信号源电流回路、电源开关交流回路、输出整流交流回路、输出负载电流回路。输入回路通过一个近似直流的电流对输入电容充电，滤波电容主要起到一个宽带储能作用。

与之类似地，输出滤波电容也用来储存来自输出整流器的高频能量，同时消除输出负载回路的直流能量。所以，输入和输出滤波电容的接线端十分重要，输入及输出电流回路应分别只从滤波电容的接线端连接到电源。

输入和输出回路的设置和连接对于整个印刷线路版来说，是非常重要的，其合理与否将直接关系到电磁干扰的大小。如果在输入、输出回路和电源开关、整流回路之间的连接无法与电容的接线端直接相连，交流能量将由输入或输出滤波电容并辐射到环境中去。电源开关交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形电流，这些电流中谐波成电机控制电路分很高，其频率远大于开关基频，峰值幅度可高达持续输入、输出直流电流幅度的5倍，过渡时间通常约为50ns。这两个回路最容易产生电磁干扰，因此必须在电源中其它印制线布线之前先布好这些交流回路。

在LED开关电源的输入、输入回路中，每个回路都由三种主要的元件来构成，这三种元件分别是滤波电容、电源开关或整流器、电感或变压器。

在确认使用及安装环境时，作为按产品样本设计说明书所规定的额定性能范围内使用的电容器，应当避免在下述情况下使用：

  a、高温（温度超过最高使用温度）；
  b、过流（电流超过额定纹波电流），施加纹波电流超过额定值后，会导致电容器体过热，容量下降，寿命缩短；
  c、过压（电压超过额定电压），当电容器上所施加电压高于额定工作电压时，电容器测试测量电路的漏电流将上升，其电氧物性将在短期内劣化直至损坏；
  d、施加反向电压或交流电压，当直流铝电解电容器按反极性接入电路时，电容器会导致电子线路短路，由此产生的电流会引致电容器损坏。若电路中有可能在负引线施加正极电压，选用无极性电容器；
  e、使用于反复多次急剧充放电的电路中，如快速充电用途，其使用寿命可能会因为容量下降，温度急剧上升等而缩减；
  f、在直接与水、盐水、油类相接触或结露的环境、充满有害气体的环境（硫化物、氨水等）、直接日光照射、臭氧、紫外线及有放射性物质的环境、振动及冲击条件超过了样本及说明书规定范围的恶劣环境下，禁止使用电容器；
  g、电容器安装时，电容器防爆阀上方留有空间、爆阀上方避免配线及安装其他元件、电容器四周及电路板避免安装发热元件。