Noticias de PCB - Resumen de varios puntos clave en el diseño de PCB de la fuente de alimentación del interruptor

Diagrama esquemático de la fuente de alimentación del interruptor de reducción de presión para aplicaciones electrónicas de consumo. El diseñador debe ser capaz de distinguir en este diagrama entre los componentes del Circuito de alimentación y los componentes del Circuito de señal de control. Si el diseñador considera todos los componentes de la fuente de alimentación como componentes de un circuito digital, el problema puede ser grave. Por lo general, es necesario comprender primero el camino de la corriente de PCB de alta frecuencia de la fuente de alimentación y distinguir entre el circuito de control de señal pequeña y el componente del Circuito de alimentación y su cableado.

En términos generales, el circuito de alimentación de la fuente de alimentación incluye principalmente condensadores de filtro de entrada, condensadores de filtro de salida, inductores de filtro y FETs de potencia superior e inferior. El circuito de control incluye principalmente chips de control pwm, condensadores de derivación, circuitos de arranque automático, divisores de voltaje de retroalimentación y circuitos de compensación de retroalimentación.

Esquema típico de la fuente de alimentación del interruptor de reducción de presión (entrada de 12v, salida de 3.3v / 15a) (circuito de control de la fuente de alimentación (cable fino), circuito de alimentación (cable grueso))

La colocación correcta y el cableado del dispositivo de alimentación en el PCB determinarán si toda la fuente de alimentación funciona correctamente. El diseñador primero debe comprender las formas de onda de voltaje y corriente en el equipo de alimentación del interruptor.

La siguiente muestra las formas de onda de corriente y voltaje en el componente del Circuito de alimentación de la fuente de alimentación del interruptor de reducción de presión.

Debido a que la corriente que fluye a través de los condensadores de filtro de entrada (cn), MOSFET superior (s1) y MOSFET inferior (s2) es una corriente alterna con alta frecuencia y picos, el área del bucle formada por CN - S1 - s2 debe minimizarse. Al mismo tiempo, el área del bucle compuesta por s2, L y condensadores de filtro de salida (cout) debe minimizarse.

Corriente y voltaje en el circuito de alimentación del interruptor

Si el diseñador no hace el circuito de alimentación PCB como se describe en este artículo, es probable que haga el circuito de alimentación PCB incorrecto, como se muestra a continuación.

Colocación y cableado incorrectos del equipo de alimentación de la fuente de alimentación del interruptor

Hay muchos errores en este diseño de pcb:

Debido a la gran ESL de xin, la capacidad de filtrado de alta frecuencia de Xin básicamente desaparece; En segundo lugar, el área de los bucles CIN - S1 - s2 y S2 - L - cout es demasiado grande, y el ruido electromagnético generado puede causar una gran interferencia con la fuente de alimentación en sí y los circuitos circundantes. En tercer lugar, las almohadillas de l están demasiado cerca unas de otras, lo que resulta en un CP demasiado grande, lo que reduce su función de filtrado de alta frecuencia; En cuarto lugar, el cable de la almohadilla de Corte es demasiado largo, lo que resulta en una pérdida excesiva de la función de filtrado de alta frecuencia de esl.

Este es un mejor circuito de alimentación de cableado de pcb. Se ha controlado el área de los anillos CIN - S1 - s2 y S2 - L - court.

La conexión entre la fuente de s1, el drenaje de S2 y l es una almohadilla de cobre de una sola pieza. Debido a que el voltaje en este punto de conexión es de alta frecuencia, s1, S2 y L deben estar muy cerca. Aunque el cableado entre l y cout no tiene una corriente de alta frecuencia pico, un cableado más amplio puede reducir la pérdida de resistencia de corriente continua y mejorar la eficiencia de la fuente de alimentación.

Si el costo lo permite, la fuente de alimentación puede ser un PCB completamente conectado a tierra en ambos lados, pero se debe tener cuidado de evitar que la fuente de alimentación y el cable de señal estén conectados a tierra. Se agregan condensadores de chip a los puertos de entrada y salida de la fuente de alimentación para mejorar el rendimiento de filtrado de alta frecuencia de la fuente de alimentación.

Diseño de PCB del Circuito de control de potencia

El diseño de PCB del Circuito de control de potencia también es muy importante. El diseño irrazonable puede causar deriva y oscilación del voltaje de salida de la fuente de alimentación. El cable de control debe colocarse en el borde del Circuito de alimentación, no en medio del Circuito de ca de alta frecuencia. Los condensadores de derivación deben estar cerca del VCC y gnd del chip. La resistencia de voltaje dividido de retroalimentación también es una

Cerca del chip. El circuito que conduce el chip al MOSFET también debe mantenerse lo más corto posible.

Puntos básicos del diseño de la fuente de alimentación: el circuito de circuito de conducción desde el chip de control hasta el FET superior e inferior debe ser lo más corto posible.

Ejemplo de diseño de PCB de la fuente de alimentación del interruptor

Hemos visto en el artículo un mapa de la superficie de los componentes de PCB típicos de la fuente de alimentación del interruptor de reducción de presión. En esta fuente de alimentación se utiliza un controlador PWM de bajo costo (semtech sc1104a). La capa inferior del PCB es una formación de conexión completa. No hay separación entre la formación de potencia del PCB y la formación de control.

Se puede ver que el circuito de alimentación de la fuente de alimentación pasa por el condensadores de filtro de entrada (c1, c2), s1, s2, l1, condensadores de filtro de salida, c10, c11, c12, c13) desde la toma de entrada (esquina superior izquierda del pcb) hasta la toma de salida (esquina inferior derecha del pcb). El sc1104a se coloca en la esquina inferior izquierda del pcb.

Debido a que la corriente del Circuito de alimentación no pasa por el circuito de control de esta capa, no es necesario separar la conexión del Circuito de control de la conexión del Circuito de alimentación. Si el enchufe de entrada se encuentra en la esquina inferior izquierda del PCB

Ocho puntos principales:

1. la capacidad del capacitor del chip de derivación no debe ser demasiado grande, y su inductor de serie parasitario debe ser lo más pequeño posible. Varios condensadores paralelos pueden mejorar las características de resistencia de los condensadores;

2. el capacitor de desviación parasitario del sensor debe ser lo más pequeño posible, y la distancia entre el pin del sensor y la almohadilla debe ser lo más lejana posible;

3. Evite colocar cualquier fuente de alimentación o cableado de señal en la formación;

4. el área del Circuito de alta frecuencia debe reducirse en la medida de lo posible;

5. la disposición del agujero no debe destruir el camino de la corriente de alta frecuencia en la formación;

6. los diferentes circuitos en el tablero del sistema requieren diferentes puesta a tierra, y la puesta a tierra de diferentes circuitos está conectada a la fuente de alimentación a través de un solo punto;

7. los extremos superior e inferior del Circuito de accionamiento del tubo de efecto de campo del chip de control deben ser lo más cortos posible;

8. los circuitos de alimentación de la fuente de alimentación del interruptor y los componentes del Circuito de señal de control deben conectarse a diferentes formaciones de tierra. Estas dos formaciones conectadas suelen estar conectadas a través de un punto