Leiterplattentechnisch - So vermeiden Sie elektromagnetische Störungen von Leiterplatten beim Schaltnetzteil-Design

In jedem Schaltnetzteil, die physikalische Gestaltung der Leiterplatte ist der letzte Link. Wenn die Konstruktionsmethode falsch ist, die PCB Kann zu viele elektromagnetische Störungen ausstrahlen und dazu führen, dass das Netzteil instabil arbeitet. The following are the matters needing attention in each step analyze:

1. Festlegen von Bauteilparametern von Schaltplan bis PCB-Design flow -> input principle netlist -> design parameter settings -> manual layout -> manual wiring -> verify design -> review -> CAM output.

2. Parametereinstellung Der Abstand zwischen benachbarten Drähten muss in der Lage sein, die elektrischen Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, und um Operation und Produktion zu erleichtern, sollte der Abstand so weit wie möglich sein. Der Mindestabstand muss mindestens für die tolerierte Spannung geeignet sein. Bei geringer Verdrahtungsdichte kann der Abstand der Signalleitungen entsprechend erhöht werden. Bei Signalleitungen mit einem großen Abstand zwischen hohen und niedrigen Pegeln sollte der Abstand so kurz wie möglich und der Abstand erhöht werden. Im Allgemeinen setzen Sie den Leiterbahnabstand auf 8mil. Der Abstand zwischen der Kante des inneren Lochs des Pads und der Kante der Leiterplatte sollte größer als 1mm sein, was die Fehler des Pads während der Verarbeitung vermeiden kann. Wenn die mit den Pads verbundenen Leiterbahnen dünn sind, sollte die Verbindung zwischen den Pads und den Leiterbahnen tropfenförmig gestaltet werden. Der Vorteil dabei ist, dass die Pads nicht leicht zu schälen sind, aber die Leiterbahnen und Pads nicht leicht zu trennen sind.

Drittens, Die Praxis des Bauteillayouts hat bewiesen, dass auch wenn der Schaltplan korrekt ist und Leiterplatte ist nicht richtig konstruiert, Es wird die Zuverlässigkeit von elektronischen Geräten beeinträchtigen. Zum Beispiel, wenn die beiden dünnen parallelen Linien der Leiterplatte dicht beieinander liegen, Die Signalwellenform wird verzögert und reflektiertes Rauschen wird am Terminal der Übertragungsleitung gebildet. Die Leistung sinkt, bei der Gestaltung der Leiterplatte, Sie sollten darauf achten, die richtige Methode anzuwenden.

Jedes Schaltnetzteil verfügt über vier Stromschleifen:

(1) Wechselstromkreis des Netzschalters

(2) Wechselstromkreis des Ausgangsgleichrichters

(3) Stromschleife der Eingangssignalquelle

(4) Ausgangslaststromschleife Die Eingangsschleife lädt den Eingangskondensator über einen ungefähren Gleichstrom auf. Der Filterkondensator spielt hauptsächlich eine Rolle der Breitbandenergiespeicherung; In ähnlicher Weise wird der Ausgangsfilterkondensator auch verwendet, um Hochfrequenzenergie aus dem Ausgangsgleichrichter zu speichern. Gleichzeitig wird die Gleichstrom-Energie der Ausgangslastschleife eliminiert. Daher sind die Anschlüsse der Ein- und Ausgangsfilterkondensatoren sehr wichtig. Die Eingangs- und Ausgangsstromkreise sollten nur von den Anschlüssen des Filterkondensators an die Stromversorgung angeschlossen werden; Wenn die Verbindung zwischen der Eingangs-/Ausgangsschaltung und der Leistungsschalter-/Gleichrichterschaltung nicht an den Kondensator angeschlossen werden kann Die Klemme ist direkt angeschlossen, und die Wechselstromenergie wird durch den Eingangs- oder Ausgangsfilterkondensator in die Umgebung abgestrahlt. Der Wechselstromkreis des Netzschalters und der Wechselstromkreis des Gleichrichters enthalten trapezförmige Ströme mit hoher Amplitude. Die harmonischen Komponenten dieser Ströme sind sehr hoch. Die Frequenz ist viel größer als die Grundfrequenz des Schalters. Die Spitzenamplitude kann bis zum 5-fachen der Amplitude des kontinuierlichen Eingangs-/Ausgangsgleichstroms betragen. Die Übergangszeit beträgt normalerweise ca. 50ns.

4. Verdrahtung Das Schaltnetzteil enthält hochfrequente Signale. Jede gedruckte Linie auf der Leiterplatte kann als Antenne fungieren. Die Länge und Breite der gedruckten Linie beeinflussen ihre Impedanz und Induktivität und beeinflussen dadurch den Frequenzgang. Selbst gedruckte Leitungen, die DC-Signale übergeben, können an Hochfrequenzsignale benachbarter gedruckter Leitungen gekoppelt werden und Schaltungsprobleme verursachen (und sogar Störsignale wieder ausstrahlen). Daher sollten alle gedruckten Leitungen, die Wechselstrom durchlaufen, so kurz und breit wie möglich sein, was bedeutet, dass alle Komponenten, die an die gedruckten Leitungen und andere Stromleitungen angeschlossen sind, sehr nah platziert werden müssen. Die Länge der gedruckten Linie ist proportional zu ihrer Induktivität und Impedanz, und die Breite ist umgekehrt proportional zur Induktivität und Impedanz der gedruckten Linie. Die Länge spiegelt die Wellenlänge der Drucklinie wider. Je länger die Länge, desto niedriger ist die Frequenz, mit der die gedruckte Linie elektromagnetische Wellen senden und empfangen kann, und sie kann mehr Hochfrequenzenergie ausstrahlen. Versuchen Sie entsprechend der Größe des Leiterplattenstroms, die Breite der Stromleitung zu erhöhen, um den Schleifenwiderstand zu verringern. Zur gleichen Zeit, machen Sie die Richtung der Stromleitung und der Erdungsleitung konsistent mit der Richtung des Stroms, was hilft, die Anti-Rausch-Fähigkeit zu verbessern. Erdung ist der untere Zweig der vier Stromschleifen des Schaltnetzteils. Es spielt eine wichtige Rolle als gemeinsamer Bezugspunkt für die Schaltung, und es ist eine wichtige Methode, um Interferenzen zu steuern. Daher sollte die Platzierung des Erdungsdrahts im Layout sorgfältig berücksichtigt werden. Das Mischen verschiedener Erdungen führt zu instabilem Netzbetrieb. Folgende Punkte sollten bei der Erdungsdrahtdesign beachtet werden:

1. Wählen Sie die Einpunkt-Erdung richtig. Im Allgemeinen sollte das gemeinsame Ende des Filterkondensators der einzige Anschlusspunkt für andere Erdungspunkte sein, um an die Hochstrom-AC-Masse zu koppeln. Es sollte mit dem Erdungspunkt dieser Ebene verbunden sein. Die wichtigste Überlegung ist, dass der Strom, der in jedem Teil der Schaltung zur Erde zurückkehrt, geändert wird. Die Impedanz der tatsächlich fließenden Leitung verursacht die Änderung des Massepotenzials jedes Teils der Schaltung und führt Interferenzen ein. Bei diesem Schaltnetzteil haben seine Verdrahtung und die Induktivität zwischen den Geräten wenig Einfluss, und der zirkulierende Strom, der durch den Erdungskreislauf gebildet wird, hat einen größeren Einfluss auf die Störung. An den Erdungsstift angeschlossen, sind die Massedrähte mehrerer Komponenten der Ausgangsgleichrichterstromschleife auch mit den Massedrähten der entsprechenden Filterkondensatoren verbunden, so dass die Stromversorgung stabiler arbeitet und sich nicht einfach selbst anregen lässt. Wenn ein einzelner Punkt nicht verfügbar ist, teilen Sie die Masse Verbinden Sie zwei Dioden oder einen kleinen Widerstand, in der Tat kann es mit einem relativ konzentrierten Stück Kupferfolie verbunden werden.

2. Dicken Sie den Erdungsdraht so viel wie möglich. Wenn der Erdungsdraht sehr dünn ist, ändert sich das Erdungspotential mit der Änderung des Stroms, was dazu führt, dass der Zeitsignalpegel der elektronischen Ausrüstung instabil ist, und die Rauschschutzleistung verschlechtert sich. Stellen Sie daher sicher, dass jedes große Stromanschlussgerät gedruckte Leitungen so kurz und so breit wie möglich verwendet und die Breite der Strom- und Erdungsleitungen so weit wie möglich erweitert. Am besten ist es, dass die Erdungsleitung breiter ist als die Stromleitung. Ihre Beziehung ist: Erdleitung>Stromleitung>Signalleitung. Wenn möglich, Erdungslinie Die Breite sollte größer als 3mm sein, und eine großflächige Kupferschicht kann auch als Erdungsdraht verwendet werden. Verbinden Sie die ungenutzten Stellen auf der Leiterplatte als Erdungskabel.

3. Eingangsmasse und Ausgangsmasse Dieses Schaltnetzteil ist ein Niederspannungs-DC. Um die Ausgangsspannung zurück zum Primär des Transformators zu speisen, sollten die Schaltungen auf beiden Seiten eine gemeinsame Bezugsmasse haben, so dass nach dem Verlegen von Kupfer auf den Erdungskabeln auf beiden Seiten sie miteinander verbunden werden müssen, um eine gemeinsame Masse zu bilden.

5. Nachdem der Verdrahtungsentwurf abgeschlossen ist, ist es notwendig, sorgfältig zu überprüfen, ob der Verdrahtungsentwurf den vom Designer festgelegten Regeln entspricht. Gleichzeitig muss auch überprüft werden, ob die festgelegten Regeln den Anforderungen des Leiterplattenprozesses entsprechen. Überprüfen Sie im Allgemeinen den Draht und Draht, Draht und Komponentenschweißen Ob der Abstand zwischen der Scheibe, dem Draht und dem Durchgangsloch, dem Komponentenpolster und dem Durchgangsloch und der Abstand zwischen dem Durchgangsloch und dem Durchgangsloch angemessen ist und ob es die Produktionsanforderungen erfüllt. Ob die Breite der Stromleitung und der Erdungsleitung angemessen sind und ob es einen Platz gibt, um die Erdungsleitung in der Leiterplatte zu verbreitern. Hinweis: Einige Fehler können ignoriert werden. Zum Beispiel wird ein Teil der Umrisse einiger Stecker außerhalb des Leiterplattenrahmens platziert, und es wird Fehler geben, wenn der Abstand überprüft wird; Darüber hinaus muss jedes Mal, wenn die Verdrahtung und die Durchkontaktierungen geändert werden, das Kupfer erneut plattiert werden.

6. Review Gemäß derPCB Checkliste", der Inhalt enthält Designregeln, Ebenendefinitionen, Linienbreiten, Abstand, Pads, und über Einstellungen. Es sollte sich auch auf die Überprüfung der Rationalität des Gerätelayouts konzentrieren, die Verlegung von Strom- und Bodennetzen, Das Routing und die Abschirmung des Taktnetzwerks, Platzierung und Anschluss von Entkopplungskondensatoren, etc.