PCB-Neuigkeiten - Vorsichtsmaßnahmen für das Design der Leiterplatte von Schaltnetzteil

Mes die Verbesserung von die Leistttttttttttttung von Leistung Halbleeser Geräte und die Innovbeiion von Schalten Umwundlung Technologie, Leistung Elektronik Technologie hbei wurden weit verbreitet verwendet in verschiedene Leistung Versorgung Ausrüstung. Bei einwesend, die Produkte von Schalten Leistung Versorgung neigen zu be klein, Hochgeschwindigkeit und hohe Dichte. Dies Trend hat verursacht elektromagnetisch Kompatibilität Probleme zu werden mehr und mehr schwerwiegend. Die Hochfrequenz Schalten Prozess von Spannung und aktuell produziert a groß Betrag von EWI (elektromagnetisch Interferenz). Wenn dies Teil von die Interferenz is nicht eingeschränkt, it wird ernsthaft Auswirkungen die normal Betrieb von die Umgebung elektrisch Ausrüstung. Daher, die PCB-Design von die Schalten Leistung Versorgung is a lebenswichtig Aspekt zu lösen die elektromagnetisch Kompatibilität Problem von die Schalten Leistung Versorgung. Die Grund warum Leiterplatte is betrachtet als an unverzichtbar und wichtig Komponente in die Design von Schalten Leistung Versorgung is dalss it is verantwortlich für die dual Verbindung von die elektrisch und mechanisch Komponenten von die Schalten Leistung Versorgung, und is die Schlüssel zu Verringerung die EWI Design von elektronisch Ausrüstung.

1 Elektromagnetisch Interferenz in PCB-Design

1.1 Störung elektromagnetischer Kupplungen

Im Schaltungsdesign beeinflussen elektromagnetische Kupplungsstörungen hauptsächlich undere Schaltkreise durch Leitungskupplung und Gleichtaktimpedanzkopplung. Aus der Perspektive des EMV-Designs unterscheiden sich Schaltnetzteile von gewöhnlichen digitalen Schaltungen und weisen relativ vonfensichtliche Störquellen und empfindliche Leitungen auf. Im Allgemeinen konzentrieren sich die Störquellen von Schaltnetzteilen hauptsächlich auf Komponenten und Drähte mit großer Spannung und Stromrate, wie Leistungs-FETs, schnelle Wiederherstellungsdioden, Hochfrequenztransformazuren und an sie angeschlossene Drähte. Empfindliche Leitungen beziehen sich hauptsächlich auf Steuerkreise und Leitungen, die direkt mit Störmessgeräten verbunden sind, da diese Störkupplungen den normalen Betrieb des Schaltkreises und dals Niveau der nach außen übertragenen Störungen direkt beeinflussen können. Die Gleichtaktimpedanzkopplung bedeutet, dalss, wenn die Ströme zweier Schaltkreise eine gemeingleiche Impedanz durchlaufen, die Spannung, die durch den Strom einer Schaltung auf der gemeingleichen Impedanz gebildet wird, die undere Schaltung beeinflusst.

1.2 Übersprechen Interferenzen

Die Übersprechstörung zwischen Streifen, Drähten und Kabeln in der Leiterplatte (PCB) ist eines der schwierigsten Probleme in der Leiterplatte zu überwinden. Dals hier erwähnte Übersprechen ist ein Übersprechen im weiteren Sinne, egal ob die Quelle nützliches Signal oder Rauschen ist, Übersprechen wird durch die gegenseitige Kapazität und gegenseitige Induktivität von Drähten ausgedrückt. Zum Beispiel trägt eine Strip-Linie auf der Leiterplatte Steuer- und Logik-Ebenen, und eine zweite Strip-Linie in ihrer Nähe trägt ein Low-Level-Signal. Wenn die parallele Verdrahtungslänge 10 cm überschreitet, wird Übersprechen Interferenz erwartet; Wenn ein langes Kabel mehrere Sätze serieller oder paralleler Hochgeschwindigkeitsdaten- und Fernsteuerungsleitungen trägt, wird auch Übersprechen zu einem großen Problem. Das Übersprechen zwischen benachbarten Drähten und Kabeln wird dadurch verursacht, dass das elektrische Feld durch gegenseitige Kapazität und das Magnetfeld durch gegenseitige Induktivität fließt.

Bei der Betrachtung des Problems des Übersprechens in den Leiterplattenstreifen besteht das Hauptproblem darin, zu bestimmen, welche der elektrischen Feld (gegenseitige Kapazität) und Magnetfeld (gegenseitige Induktivität) Kopplung wichtiger ist. Die Bestimmung des Kopplungsmodells hängt hauptsächlich von der Linienimpedanz, Frequenz und underen Fakzuren ab. Im Allgemeinen ist die kapazitive Kopplung dominant bei hohen Frequenzen, aber wenn eine oder beide der Quelle oder Empfänger geschirmte Kabel verwendet und an beiden Enden der Abschirmung geerdet ist, ist die Magnetfeldkopplung dominant. Darüber hinaus ist die niedrige Schaltimpedanz in der Regel bei niedrigen Frequenzen niedriger, und induktive Kopplung ist der Hauptfakzur.

1.3 Störungen elektromagnetischer Strahlung

Strahlungsstörung ist die Störung, die durch die Strahlung elektromagnetischer Wellen im Weltraum verursacht wird. PCB-elektromagnetische Strahlung wird in zwei Arten unterteilt: Differential Mode Strahlung und Gleichtaktstrahlung. In den meisten Fällen wird die durch das Schaltnetzteil erzeugte Leitungsstörung von Gleichtaktstörungen dominiert, und der Strahlungseffekt von Gleichtaktstörungen ist weitaus größer als Differenzmodistörungen. Daher ist die Reduzierung von Gleichtaktstörungen bei der EMV-Auslegung von Schaltnetzteilen besonders wichtig.

2 Schritte zur Unterdrückung von Interferenzen auf Leiterplatten

2.1 PCB-Design Informationen

Wenn Sie eine Leiterplatte entwerfen, müssen Sie die Designinformationen der Leiterplatte verstehen, die Folgendes umfassen:

(1) Anzahl der Produkte, Größe des Produkts und Verpackung des Produkts;

(2) Anforderungen an das GesamtLayraus, den Stundort des Gerätes, das Vorhundensein oder Fehlen von Hochleistungsgeräten und besondere Anforderungen an die Wärmeableitung von Chipgeräten;

(3) Die Geschwindigkeit des digitalen Chips, ob die Leiterplatte in Bereiche mit niedriger Geschwindigkeit, mittlerer Geschwindigkeit und Hochgeschwindigkeit unterteilt ist, und welche die Grenzflächeneingangs- und Ausgangsbereiche sind;

(4) die Art und Geschwindigkeit der Signalleitung und die Übertragungsrichtung, die Impedanzkontrollanforderung der Signalleitung, die Richtung der Busgeschwindigkeit und die Fahrsituation, das SchlüsselSignal und die Schutzmaßnahmen;

(5) Stromversorgungsart, Erdungsart, Lärmzuleranzanforderungen für Stromversorgung und Erdung, Einstellung und Aufteilung der Stromversorgung und Erdungsebene;

(6) Die Art und Geschwindigkeit der Taktleitung, die Quelle und das Ziel der Taktleitung, die Taktverzögerungsanforderung und die längste Verdrahtungsanforderung.

2.2 Leiterplattenbeschichtung

Bestimmen Sie zunächst die Anzahl der Verdrahtungsschichten und Versorgungsschichten, die erforderlich sind, um die Funktion innerhalb eines akzeptablen Kostenbereichs zu implementieren. Die Anzahl der Schichten der Leiterplatte wird durch Fakzuren wie detaillierte Funktionsanforderungen, ImmEinheität, Trennung von Signalkategorien, Gerätedichte und Busverdrahtung bestimmt. Derzeit haben sich Leiterplatten allmählich von einlagigen, zweilagigen und vierlagigen Leiterplatten zu mehr Schichten entwickelt. Das Design von mehrschichtigen Leiterplatten ist die wichtigste Maßnahme, um elektromagnetische Kompatibilitätsstundards zu erreichen. Die Anforderungen sind:

(1) Die Verteilung der separaten Leistungsschicht und der Masseschicht kann inhärente Gleichtaktstörungen gut unterdrücken und Punktquellenimpedanz verringern;

(2) Die Leistungsebene und die Bodenebene sind so nah wie möglich zueinunder, und die Bodenebene befindet sich im Allgemeinen über der Leistungsebene;

(3) Es ist am besten, digitale Schaltungen und analoge Schaltungen in verschiedenen Schichten auszulegen;

(4) Die Verdrahtungsschicht grenzt vorzugsweise an die gesamte Metallebene an;

(5) Taktschaltungen und Hochfrequenzschaltungen sind die wichtigsten Störquellen und sollten separat behundelt werden.

2.3 PCB Layraus

Der Schlüssel zum EMV-Design der Leiterplatte ist Layout und Verdrahtung, die direkt mit der Leistung der Leiterplatte verbunden ist. Die aktuelle EDA-Auzumatisierung des LeiterplattenLayouts ist sehr gering und erfordert viel manuelles Layout. Vor dem Layout muss die Leiterplattengröße ermittelt werden, die die Funktion zu möglichst geringen Kosten erfüllt. Wenn die Leiterplattengröße zu groß ist und die Geräteverteilung während des Layouts gestreut ist, kann die Übertragungsleitung sehr lang sein, was die Impedanz erhöht, die Rauschfestigkeit verringert und die Kosten erhöht. Wenn die Geräte zentralisiert platziert werden, ist die Wärmeableitung nicht gut, und die benachbarten Leiterbahnen sind anfällig für Kopplungsübersprechen. Daher muss das Layout entsprechend der Schaltungsfunktionseinheit durchgeführt werden, und Fakzuren wie elektromagnetische Verträglichkeit, Wärmeableitung und Schnittstelle müssen gleichzeitig berücksichtigt werden. Einige Prinzipien sollten im GesamtLayout befolgt werden:

(1) Ordnen Sie jede funktionale Schaltungseinheit entsprechend dem Fluss des SchaltungsSignals an, um den Signalfluss in der gleichen Richtung zu halten;

(2) Nehmen Sie die Kernkomponente jeder Funktionsschaltungseinheit als Zentrum, und undere Komponenten sind um sie herum angeordnet;

(3) Kürzen die Verkabelung zwischen Hochfrequenz-Leiterplattenkomponenten as viel as möglich und versuchen zu Reduzieren dieir Verteilung parameters;

(4) Die Komponenten, die anfällig für Störungen sind, sollten nicht zu nah beieinander liegen, und die Ein- und Ausgangskomponenten sollten weit entfernt sein;

(5) Verhindern Sie gegenseitige Kopplung zwischen Stromleitungen, HochfrequenzSignalleitungen und allgemeiner Verdrahtung.