Tecnología de PCB - Diseño de PCB de la fuente de alimentación del interruptor

Un buen diseño de diseño de PCB puede optimizar la eficiencia, reducir el estrés térmico y minimizar el ruido y la influencia entre trazas y componentes. Todo esto proviene de la comprensión del diseñador de las rutas de conducción de corriente y el flujo de señal en la fuente de alimentación.

Cuando el prototipo de placa de alimentación se electrifica por primera vez, lo mejor es que no solo funciona, sino que también es tranquilo y bajo en calor. Sin embargo, esta situación es rara.

Un problema común con la fuente de alimentación del interruptor es la "inestabilidad" de la forma de onda del interruptor. A veces, el temblor de la forma de onda está dentro de la banda de frecuencia, y la composición magnética produce ruido de audio. Si el problema radica en el diseño de la placa de circuito impreso, puede ser difícil encontrar la razón. Por lo tanto, en la etapa inicial del diseño de la fuente de alimentación del interruptor, el diseño correcto del PCB es muy crítico.

Los diseñadores de energía deben tener una buena comprensión de los detalles técnicos y los requisitos funcionales del producto final. Por lo tanto, desde el proyecto de diseño de placas de circuito, los diseñadores de energía deben trabajar estrechamente con los diseñadores de diseño de PCB en el diseño de energía clave.

Un buen diseño puede optimizar la eficiencia de la Potencia y reducir el estrés térmico; Más importante aún, minimiza el ruido y la interacción entre rastros y componentes. Para lograr estos objetivos, el diseñador debe comprender la ruta de conducción de corriente y el flujo de señal dentro de la fuente de alimentación del interruptor. Para lograr el diseño correcto de la fuente de alimentación del interruptor no aislado, se deben tener en cuenta los siguientes elementos de diseño.

Planificación del diseño

Para las fuentes de alimentación DC / DC integradas en grandes placas de circuito, para obtener la mejor regulación de voltaje, respuesta instantánea de carga y eficiencia del sistema, es necesario acercar la salida de potencia al equipo de carga y minimizar la resistencia de interconexión y la conducción en el rastro de pcb. Caída de presión. Asegúrese de que hay un buen flujo de aire para limitar el estrés térmico; Si se pueden utilizar medidas de enfriamiento por aire obligatorio, la fuente de alimentación debe estar cerca del ventilador.

Además, los grandes componentes pasivos (como inductores y condensadores electroliticos) no deben bloquear el flujo de aire a través de componentes semiconductores instalados en superficies bajas, como MOSFET de potencia o controladores pwm. Para evitar que el ruido del interruptor interfiera con las señales analógicas en el sistema, se debe evitar colocar líneas de señal sensibles debajo de la fuente de alimentación en la medida de lo posible; De lo contrario, es necesario colocar una formación interna conectada entre la capa de alimentación y la pequeña capa de señal para el blindaje.

La clave es planificar la ubicación de la fuente de alimentación y la demanda de espacio de la placa en las primeras etapas de diseño y planificación del sistema. A veces los diseñadores ignoran esta propuesta y se centran en circuitos más "importantes" o "emocionantes" en grandes placas de sistemas. La gestión de la fuente de alimentación se considera una idea posterior, y la fuente de alimentación se coloca en un espacio adicional en la placa de circuito. Este método es muy desfavorable para el diseño de energía eficiente y confiable.

Para las placas multicapa, una buena manera es colocar una capa de voltaje de entrada / salida de corriente continua entre la capa de elemento de alta potencia de corriente y la capa de rastreo de señal pequeña sensible. La formación de tierra o la capa de tensión DC proporcionan pequeños rastros de señal de blindaje de tierra AC para evitar interferencias de rastros de potencia de alto ruido y componentes de potencia.

En general, el plano de tierra y el plano de tensión de corriente continua de los PCB multicapa no deben separarse. Si esta separación es inevitable, trate de reducir el número y la longitud de los rastros en estas capas, y la disposición de los rastros debe mantenerse en la misma dirección que la Alta corriente para minimizar el impacto.

Diseño del nivel de potencia

El circuito de alimentación del interruptor se puede dividir en dos partes: el circuito de nivel de potencia y el circuito de PCB de control de señal pequeña. El circuito de nivel de potencia contiene componentes para transmitir grandes corrientes eléctricas. En general, estos componentes deben colocarse primero y luego el pequeño circuito de control de señal debe colocarse en un punto específico en el diseño.

Los rastros de alta corriente deben ser cortos y anchos para minimizar la inducción, resistencia y caída de tensión de los pcb. Este aspecto es particularmente importante para aquellos rastros con alta corriente de pulso di / dt.