Noticias de PCB - Diseño de PCB de fuente de alimentación DC - DC

El rendimiento de la fuente de alimentación del interruptor DC - DC está estrechamente relacionado con el diseño de la placa de pcb. Debido a que el interruptor DC - DC tiene en cuenta el interruptor rápido, la corriente eléctrica y la disipación de calor, el diseño y cableado irrazonables pueden afectar en gran medida el rendimiento de la fuente de alimentación y formar una fuente de ruido grave.

Diseño: en el diseño del regulador de voltaje del interruptor, el diseño de la ruta de ca es extremadamente importante. la ruta de corriente continua se puede considerar como una consideración secundaria, pero la ruta de señal de retroalimentación es la única señal clave de toda la fuente de alimentación DC - DC. Todos sabemos que los rastros en el PCB tienen inductores, aproximadamente 20nh / pulgada. Siempre que una corriente fluye a través del rastro, se produce un voltaje inducido, pero el valor del voltaje no depende del tamaño de la corriente, sino de la tasa de variación de la corriente, v = l * (di / dt). Por lo tanto, la ruta de ca es muy importante en el diseño de pcb, especialmente para los circuitos integrados DC - DC que utilizan tubos de conmutación de alta velocidad, el di / DT será muy alto. NS (national Semiconductor corporation) da una cifra aproximada: "Para un convertidor antihipertensivo típico, la variación de corriente en la parte AC es 1,2 veces mayor que la corriente de carga durante el apagado, mientras que la carga es 0,8 veces mayor que la carga durante el encendido. aquí, la trayectoria de la ruta AC debe ser lo más corta posible, incluida la trayectoria del Pin gnd El tubo del interruptor refrescará la corriente a través del Pin gnd. La corriente eléctrica se volverá muy empinada. Esto significa que los condensadores de entrada y derivación deben estar lo más cerca posible del ic, especialmente el IC antihipertensivo. El espacio alrededor del IC es limitado, y los condensadores de entrada y derivación no se pueden colocar cerca del IC al mismo tiempo, especialmente los condensadores de entrada son relativamente grandes. En primer lugar, comprender el papel de los condensadores de entrada para que el voltaje de entrada al IC sea lo más estable posible y reducir las fluctuaciones de voltaje. De hecho, debe decirse que un gran capacitor de entrada puede considerarse como la fuente de alimentación total en el tablero. Al mismo tiempo, la resistencia de serie equivalente (esr) y la inducción de serie equivalente (esl) del condensadores de entrada pueden ser muy altas, lo que causará ondas de voltaje de entrada de alta frecuencia en el pin de alimentación de entrada del ic. Por lo tanto, los condensadores de entrada se pueden colocar a aproximadamente 1 pulgada del ic. Los condensadores de derivación deben estar lo más cerca posible del pin de alimentación de entrada del ic. Para linternas de derivación de pin corto o sin pin, generalmente se utilizan Condensadores cerámicos de 0,1uf o 0,47uf, lo que tiene un mejor efecto en el filtrado de ondas de alta frecuencia. Los Pins cortos o sin Pins reducirán la inducción parasitaria (esl) del capacitor. Al mismo tiempo, el embalaje habitual es el tipo 1206, x7r. Si se utilizan tamaños de encapsulamiento pequeños, se aumentarán los ESL y los ESR de los condensadores. Por lo general, este tipo de condensadores de derivación deben colocarse junto al pin de alimentación del ic. Para la fuente de alimentación del interruptor DC - dc, habrá un semiconductor de compresión, cuya posición de colocación también es crítica. Debido a que un extremo del LED de compresión está conectado al pin SW del ic, la señal del PIN es una onda rectangular. Si la trayectoria es demasiado larga, su inductor recogerá fácilmente el ruido, que se añadirá a la señal SW para formar picos de ruido. El punto básico de la disposición del diodos de compresión es colocarlo cerca del IC y conectar directamente el pin SW y el pin gnd del IC con un rastro corto y ancho. Después de determinar que se va a colocar el condensadores de derivación de entrada y el diodos de compresión, se comienzan a colocar otros dispositivos. Los rastros que conecten los condensadores de derivación de entrada y los diodos de compresión deben ser lo más cortos y anchos posible, y no debe haber ningún agujero en el camino conectado al ic. Para las placas de PCB smt, esto significa que necesitan estar en la misma capa que el ic. No hay agujeros aquí. Esto solo significa que via no se aplica a los rastros entre ic, condensadores de derivación de entrada y diodos de compresión. Los PAD de los condensadores de derivación y los diodos de compresión están conectados a via en lugar de a los rastros conectados.

Cableado: hemos abusado repetidamente del vertido de cobre. Esto no es un problema para el vertido de cobre en el plano gnd o el plano vcc. Puede reducir la resistencia del circuito actual y puede servir como referencia para señales clave para reducir la interferencia. Pero para el cableado de diodos de compresión mencionado en el diseño anterior, debería ser corto y ancho, pero no lo más ancho posible. Las huellas son cortas y fáciles de entender. Todo el mundo se dará cuenta de que al hacerlo, la regla empírica de "20nh / pulgada" muestra que la inducción del rastro es proporcional a la longitud. ¿Pero, ¿ no es la inducción de rastreo inversamente proporcional al ancho? Por lo general, mucha gente piensa intuitivamente que sí. de acuerdo con la fórmula de inductor trace: L = 2L * [ln (2l / w) - 0,5 + 02235 * (w / l), se puede ver que el valor de inductor y el ancho del rastro no son lineales. Para reducir el impacto de la inducción parasitaria, el ensanchamiento de la pista debe ser el último medio. El primer paso debe ser reducir la longitud de la trayectoria. En particular, Los diodos de compresión están conectados a los pines sw. Debido a que el voltaje en sí es una forma de onda de interruptor, si se reemplaza trace por una soldadura de cobre demasiado ancha, se considerará una antena e introducirá problemas emi. Para los nodos de conmutación, la mejor opción es controlar el tamaño de la lámina de cobre a su alrededor dentro del rango mínimo requerido realmente. Reemplazar el cable de alimentación por un cable de cobre es un fenómeno muy común en el diseño. Se cree que cuanto mayor sea el cable de cobre pavimentado, mayor será la corriente eléctrica que se puede llevar. De hecho, cuanto mayor sea la sección transversal del cobre (ancho * espesor), menor será la resistencia de rastreo por unidad de longitud y menor será el calor. La capacidad de procesamiento de corriente es esencialmente un problema de aumento de temperatura de trace. Deberíamos usar cálculos cuantitativos para determinar el tamaño de la parte de energía de Trace y no debemos colocar cobre en exceso. En general, el aumento de la temperatura de 30 ° C a 40 ° C es aceptable, también se verá afectado por el equipo de calentamiento circundante y no debe exceder la temperatura nominal de la placa de resina epoxi (fr4 debe mantenerse por debajo de 120 ° c). Regla general: para el aumento de temperatura moderada (por debajo de 30 ° c) y la corriente inferior a 5a. para el cobre de 1oz, se utiliza una lámina de cobre de al menos 12 mils de ancho para la corriente 1a. para el cobre de 2oz, para el plano gnd de corriente 1a se utiliza una lámina de cobre de al menos 7 mils, trate de mantener el plano de tierra completo y no dividir ni cableado en el plano de tierra, Pero es difícil lograrlo con una placa de doble Cara. Las placas de PCB multicapa deben cumplir con este principio. Pero a veces, cuando es necesario dividir el plano de tierra digital, el plano de tierra analógico o el plano de tierra de alta y baja tensión, es necesario dividir el plano de tierra, pero al final hay que conectar dos planos de tierra separados a través de cuentas magnéticas o resistencias de 0 Ohm para mantener la conexión eléctrica y la consistencia. El plano de tierra completo es muy importante para el control antiinterferencia e Impedancia de la placa de pcb, ya que es la ruta de referencia y retorno de la señal. El circuito de retroalimentación en la fuente de alimentación del interruptor DC - DC es la única señal clave en la línea de señal. Hay dos maneras de resolverlo: 1. Utilizar la trayectoria de retroalimentación lo más corta posible para minimizar el ruido recogido; 2. mantenerse alejado de fuentes de ruido, como inductores o diodos. A veces, para evitar fuentes de ruido, trace también necesita caminar más.