Tecnología de PCB - Diseño de PCB de la fuente de alimentación del interruptor no aislado

Un problema común con la fuente de alimentación del interruptor es la "inestabilidad" de la forma de onda del interruptor. A veces, el temblor ocurre en la parte sonora, 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. 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 código fuente deben trabajar estrechamente con los diseñadores de diseño de PCB en el diseño eléctrico clave.

Un buen diseño puede optimizar la eficiencia de 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.

2. 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 a la interconexión y la conductividad eléctrica en los rastros de pcb. La presión baja. Asegúrese de que hay un buen flujo de aire para limitar el estrés térmico; Si se pueden aplicar medidas obligatorias de refrigeración por aire, 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 de perfil bajo, como MOSFET de potencia o controladores pwm. Para evitar que el ruido del interruptor interfiera con las señales analógicas en el sistema, se debe tratar de evitar colocar líneas de señal sensibles debajo de la fuente de alimentación; De lo contrario, necesita 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 las necesidades de espacio de la placa de circuito en las primeras etapas de diseño y planificación del sistema. A veces los diseñadores ignoran esta recomendación y se centran en circuitos más "importantes" o "emocionantes" en las grandes placas del sistema. 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 potencia de alta corriente y la capa de rastreo de señal pequeña sensible. La capa de puesta a tierra o la capa de tensión de corriente continua proporcionan pequeños rastros de señal de blindaje de puesta a tierra de CA para evitar la interferencia de rastros de alta potencia acústica 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, minimice 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.

3. disposición de la Mesa de energía

El circuito de alimentación del interruptor se puede dividir en dos partes, un circuito de nivel de potencia y un circuito 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 circuito de control de señal pequeña debe colocarse en una posición específica 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. Esto es especialmente importante para aquellos rastros con alta corriente de pulso di / dt.

A muestra la inducción parasitaria de PCB en la ruta de corriente de alta di / dt. Debido a la inducción parasitaria, la ruta de corriente de pulso no solo irradiará el campo magnético, sino que también producirá grandes resonancias de voltaje y picos en los rastros de PCB y mosfet. Para minimizar la inducción del pcb, el circuito de corriente pulsada (el llamado circuito térmico) debe tener un perímetro mínimo al diseñar, y sus rastros deben ser cortos y anchos.

Los condensadores de desacoplamiento de alta frecuencia CHF deben ser de 0,1 muf a 10 muf, Condensadores cerámicos aislantes x5r o x7r, que tienen un ESL muy bajo (inductor de serie efectivo) y un ESR (resistencia de serie equivalente). Los condensadores más grandes, como el y5v, pueden hacer que los valores de los condensadores disminuyan significativamente a diferentes tensiones y temperaturas, por lo que no es el mejor material para chf.

B proporciona ejemplos de diseño de circuitos de corriente de pulso clave en el convertidor antihipertensivo. Para limitar la caída de presión de la resistencia y el número de agujeros a través, los elementos de alimentación se colocan en el mismo lado de la placa de circuito, y los rastros de alimentación se colocan en la misma capa. Cuando sea necesario encaminar una línea de alimentación a otra capa, elija una línea en la ruta de corriente continua. Cuando se utilizan agujeros a través para conectar capas de PCB en circuitos de gran corriente, se utilizan varios agujeros a través para minimizar la resistencia.