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发表于 2010-3-8 23:03:31
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Contents
Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ix
Acknowledgments. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii
Chapter 1: Thinking Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Practice and Theory: Two Sides of the Same Coin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Leave Your Past Perceptions Behind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
Choose Your Friends Carefully . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Finding Solutions that Converge. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
The Ripple Effect in Power Supplies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Experience Does Count; No Ifs, Ands, or Buts about That . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
Never Ignore a Problem Until It Is Too Late . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Know Your Instruments Well . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Heatseekers: On the Road with Symptomatic Troubleshooting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Causality Can Be the First Casualty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
To “Errr” Is Human. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
Learn from (Their) Mistakes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
The Problem with Problem Solving . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Chapter 2: High-Frequency Effects and the Importance of Input Decoupling . . . . . . . . . . . . 33
Lies, Damn Lies, and Schematics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Occupational Hazards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Watch the Feedback Trace Closely . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Physical Distances Become Critical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Estimating Harmonic Amplitudes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
High-Frequency Input Decoupling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
Don’t Forget to Place that 0.1μF Ceramic Capacitor Really Close to the IC . . . . . . . . . . .49
You Need Bulk Capacitance, Too . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Where Is the “Missing” Current Coming From? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
Check Your Bench Power Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
Lack of Bulk Capacitance and/or Too Much ESR Can Play Havoc . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56
Single Ceramic Capacitor for Both Noise and Ripple? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
The Control Also Needs a Clean Supply Rail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Boost Topology Decoupling Is Slightly Different . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
Chapter 3: Output Noise and Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
Measuring Output Noise and Ripple. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Chapter 4: Using Capacitors Wisely . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Part 1: Aluminum Electrolytics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Part 2: Ceramic Capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Chapter 5: Maximizing the Effectiveness of the Ground Plane. . . . . . . . . . . . . . . . . . .109
How to Parallel Output Capacitors for Proper Sharing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109
Integrated Switcher IC Solutions Versus Controller IC Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Quick Check on Current through Aluminum Capacitors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114
Secondary Side Trace Inductances and Their Impact on Effi ciency . . . . . . . . . . . . . . . .115
Current Return Paths in the Ground Plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
Paralleling Traces to Reduce Inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Chapter 6: Printed Circuit Board Layout for AC-DC and
DC-DC Converters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
Evaluation Boards (EVBs) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
Chapter 7: Working without a Ground Plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
384x-based Controllers on Single-sided Boards. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149
Watch the Primary Side Current Loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
And the Secondary Side Current Loop, Too. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
The Real “Switch”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .157
Chapter 8: Home-Grown Strategies in Troubleshooting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .161
Peeling the Onion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Chapter 9: Effective Bench Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189
Basic Equipment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Chapter 10: Effi ciency Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
Ensure the Drive Is Adequate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .207
Minimize Capacitive Parasitics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .210
Proper Design of Snubbers and Clamps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .212
Varying the Frequency. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216
The Time-sharing Principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216
Understanding the Shape of Buck Effi ciency Curves. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Estimating the Ratio of Conduction Loss to Switching Loss. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .221
Chapter 11: Magnetics, EMI, and Noise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .229
The Wish List . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
Twisting and Turning Your Way Out of EMI Problems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .233
Location of Clamp Affects Noise, Too . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .238
A Cheat-sheet for EMI Troubleshooting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .239
Chapter 12: Discussion Forums, Datasheets, and Other Real-World Issues. . . . . . . . . . . . . 247
Thinking Is the Key. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .247
Cross-check Everything. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
Product Liability Concerns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .249
It’s All about the Customer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .250
The Q&A Session . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
Appendix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .291
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 |
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