Noticias de PCB - Reglas relacionadas con el diseño de PCB para convertidores de alta velocidad

¿P: ¿ cuáles son las reglas importantes de diseño de placas de PCB al usar PCB de convertidor de alta velocidad? R: para garantizar que el rendimiento del diseño cumpla con las especificaciones técnicas de la tabla de datos, se deben seguir algunas pautas. En primer lugar, hay una pregunta común: "¿ deberían separarse los planos de tierra de agnd y dgnd?" la respuesta simple es: ¿ depende de la situación.

La respuesta detallada es: generalmente no se separa. Porque en la mayoría de los casos, la separación del plano de tierra solo aumentará la inducción de la corriente de retorno, y las desventajas superan las ventajas. Como se puede ver en la fórmula v = L (di / dt), a medida que aumenta la inducción, el ruido de voltaje aumentará. A medida que aumenta la corriente del interruptor (debido al aumento de la tasa de muestreo del convertidor), también aumenta el ruido de voltaje. Por lo tanto, los planos de tierra deben estar Unidos. Un ejemplo es que en algunas aplicaciones, para cumplir con los requisitos de diseño tradicionales, es necesario colocar fuentes de alimentación de autobuses sucios o circuitos digitales en algunas áreas. Al mismo tiempo, también se ve afectado por las limitaciones de tamaño, lo que impide que la placa de circuito logre una buena división de diseño. En este caso, la separación del plano del suelo es la clave para lograr un buen rendimiento. Sin embargo, para que el diseño general sea efectivo, estos planos de tierra deben estar unidos a través de puentes o puntos de conexión en algún lugar de la placa de circuito. Por lo tanto, los puntos de conexión deben distribuirse uniformemente en un plano de tierra separado. Finalmente, suele haber un punto de conexión en el tablero de PCB por el que la corriente de retorno puede pasar sin causar una disminución del rendimiento. El punto de conexión suele estar cerca o debajo del convertidor.

Al diseñar las capas de alimentación se utilizarán todos los cables de cobre disponibles para estas capas. Si es posible, no permita que estas capas compartan rastros, ya que los rastros y agujeros adicionales dividirán la capa de potencia en partes más pequeñas, lo que dañará rápidamente la capa de potencia. La capa de potencia escasa resultante puede exprimir las rutas actuales donde más se necesitan, es decir, los pines de potencia del convertidor. Exprimir la corriente entre el agujero y el rastro aumenta la resistencia, lo que hace que el voltaje en el pin de alimentación del convertidor disminuya ligeramente.

Por último, la colocación de la capa de potencia es muy importante. No apile fuentes de alimentación digitales de alto ruido en la capa de alimentación analógica. De lo contrario, aunque los dos están en capas diferentes, todavía pueden acoplarse. Para minimizar el riesgo de deterioro del rendimiento del sistema, estos tipos de capas deben separarse en la medida de lo posible en el diseño, en lugar de apilarse. Al mismo tiempo, esta tarea a menudo se ignora al discutir el diseño del sistema de transmisión eléctrica (pds) de placas de circuito impreso (pcb), pero es crucial para los diseñadores analógicos y digitales a nivel de sistema. El objetivo de diseño del PDS (sistema de transmisión de energía) es minimizar las ondas de voltaje generadas en respuesta a las necesidades de corriente de la fuente de alimentación. Todos los circuitos requieren corriente, algunos requieren una mayor cantidad de corriente y otros necesitan proporcionar corriente a una velocidad más rápida. Con una capa de alimentación de baja resistencia completamente desacoplada o una formación de tierra y una buena pila de pcb, se puede minimizar la onda de voltaje causada por la demanda de corriente del circuito. Por ejemplo, si la corriente del interruptor diseñada es 1A y la resistencia del PDS es de 10 m, la onda máxima de voltaje es de 10 mv.

En primer lugar, se debe diseñar una estructura de apilamiento de PCB que admita condensadores de capa más grande. Por ejemplo, la pila de seis capas puede incluir una capa de señal superior, una primera formación de tierra, una primera capa de potencia, una segunda capa de potencia, una primera capa de tierra y una capa de señal inferior. Se estipula que la primera capa de puesta a tierra y la primera capa de potencia están cerca unas de otras en una estructura en cascada, y la distancia entre las dos capas es de 2 a 3 milímetros, formando un capacitor de capa propia. La mayor ventaja de este tipo de condensadores es que es gratuito y solo debe indicarse en las instrucciones de fabricación de pcb. Si es necesario dividir el plano de alimentación y hay varios rieles de alimentación Vd en la misma capa, se debe utilizar el plano de alimentación más grande posible. No deje agujeros, preste atención a los circuitos sensibles. Esto maximizará la capacidad de la capa Vd. Si el diseño permite capas adicionales (en este caso, de seis a ocho), se colocarán dos planos de tierra adicionales entre el primer y el segundo plano de alimentación. Cuando la distancia del núcleo también es de 2 a 3 milímetros, la capacidad inherente de la estructura laminada se duplicará en este momento.

Para la pila ideal de pcb, se deben utilizar condensadores de desacoplamiento en el punto de partida de la capa de alimentación y alrededor del dut. Esto garantizará que la resistencia del PDS sea baja en todo el rango de frecuencia. El uso de varios condensadores de 0001 a 100 ayuda a cubrir este rango. No hay necesidad de tener condensadores en todas partes; Pero los condensadores frente al DUT romperán todas las reglas de fabricación. Si se necesitan medidas tan drásticas, entonces hay otros problemas con el circuito.