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低压电源设计拓扑
在PCB设计中，低压电源是指为组件生成所需电压的电源电路。这通常包括为基础电路供电的5V，3.3V或1.8V电压节点。
低压电源接受输入电压并将其转换为所需值。电源通常分为线性或开关式。线性电源以连续操作将输入的直流电压转换为直流输出。
同时，开关电源在具有特定占空比的转换状态和非转换状态之间交替切换，以实现更高效的操作。开关电源的输出是连续脉冲，需要用电容器进行平滑处理。
低压电源对于确保整个电路正常运行至关重要。
这是开关模式电源的一些常见拓扑。
降压转换器 -将高电压变为低电压的DC-DC转换器。
升压转换器-将低压转换为高压。
降压-升压转换器 -组合降压和升压转换器拓扑，以产生大于或小于输入的输出电压。输出值取决于占空比。
无论拓扑如何，重要的是要实现适用守恒能量的定律。这意味着输出的额定功率将小于输入的额定功率，因为在转换过程中会产生一些损耗。
低压电源的散热
选择电压转换器时，重要的是要确保功率容量足以承受电路负载。但是，同样重要的是要确保转换器产生的热量是可控的。线性稳压器会产生大量热量，因为它们通常效率较低。
对于要求高功率的电路，开关模式转换器通常是最喜欢的，但这并不意味着您可以忽略散热。每个转换器都有一个热结系数值，该值表示每单位功耗的温度升高。当温度升高到极大工作温度极限时，转换器的效率下降。
您将要预期电压转换器的温度可能升高，并采取适当的措施来散发过多的热量。散热的直接方法是将散热器连接到转换器。添加排气扇也有助于分散加热的空气，尤其是在机柜中。
散热器是管理电压转换器散热的快速方法。
在低调或对成本敏感的设计中，PCB的一部分可以变成散热器。转换器的热垫焊接到PCB铜多边形上，该多边形设计有散热孔以散发热量。
低压电源PCB设计的更多技巧
整理完电压转换器的热管理部分后，您需要认真研究设计的其他方面。首先，您需要确保电源电路的位置远离敏感组件。如果使用开关模式调节器，则存在将开关噪声耦合到其他走线的风险。
稳定性对于低压电源设计很重要。清晰地读取示波器上的电压并不意味着在现场部署时仍会保持不变。因此，您需要确保将旁路电容器放置在关键组件附近，以极大程度地减小电源节点上的波动。
在涉及大电流负载的设计中，您需要确保将调节器连接到耗电部件的走线足够宽，以防止出现热点。为了缓解此类问题，将PCB设计软件与更高分析工具结合使用很长的路要走。