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Un problème courant avec les alimentations à découpage est la forme d'onde de commutation « instable». Parfois, la forme d'onde tremble à l'intérieur de la bande de fréquences et les composants magnétiques créent un bruit audio. Si le problème se pose sur la disposition de la carte de circuit imprimé, il peut être difficile de trouver la cause. Par conséquent, la disposition correcte du PCB est très critique dans les premières étapes de la conception de l'alimentation à découpage. Les concepteurs d'alimentation doivent bien comprendre les détails techniques et les exigences fonctionnelles du produit final.
Une bonne conception de la disposition peut optimiser l'efficacité énergétique et réduire les contraintes thermiques; Plus important encore, il minimise le bruit et les interactions entre les traces et les composants. Pour atteindre ces objectifs, le concepteur doit comprendre les chemins de conduction de courant et les flux de signaux à l'intérieur de l'alimentation à découpage. Afin d'obtenir la conception de la disposition correcte de l'alimentation à découpage non isolé, les éléments de conception suivants doivent être pris en compte.
Quelles sont les astuces pour la conception de mise en page PCB d'alimentation sans découpage
Planification de la disposition?
La clé est de planifier l'emplacement de l'alimentation et le besoin d'espace sur la carte au début de la phase de conception et de planification du système. Parfois, les concepteurs négligent cette suggestion et se concentrent plutôt sur des circuits plus « importants» ou « excitants» sur de grandes cartes système. La gestion de l'alimentation est considérée comme une pensée après coup, l'alimentation étant placée sur un espace supplémentaire sur la carte. Cette méthode est très préjudiciable à la conception d'une alimentation efficace et fiable.
Pour les cartes multicouches, une bonne approche consiste à placer une couche de tension d'entrée / sortie DC ou de masse DC entre la couche d'éléments de puissance à courant élevé et la couche sensible de petites traces de signal. La couche de mise à la terre ou la couche de tension continue fournit des traces de petit signal de blindage de masse AC pour éviter les interférences des traces de puissance à fort bruit et des composants de puissance. En général, ni le plan de masse ni le plan de tension continue du PCB multicouche ne doivent être séparés. Si cette séparation est inévitable, essayez de réduire le nombre et la longueur des traces sur ces couches et la disposition des traces doit être maintenue dans le même sens que les courants élevés pour minimiser l'impact.
Quelles sont les astuces pour la conception de mise en page PCB d'alimentation sans découpage
Exemples à illustrer:
Ces structures emprisonnent la couche de petit signal entre la couche de puissance à courant élevé et la couche de masse, augmentant ainsi le bruit capacitif couplé entre la couche de puissance à courant / tension élevé et la couche de petit signal analogique.
(b) et (d) sont de bonnes structures pour la conception de PCB à six et quatre couches, respectivement, qui aident à minimiser le bruit de couplage entre les couches, et la couche de terre est utilisée pour masquer la couche de petit signal.
Assurez - vous de placer une couche de mise à la terre à côté de la couche de niveau de puissance externe et d'utiliser une feuille de cuivre épaisse comme couche de puissance externe à fort courant pour minimiser les pertes par conduction PCB et la résistance thermique.
Disposition du Power Desk?
Le circuit d'alimentation à découpage peut être divisé en deux parties, un circuit d'étage de puissance et un circuit de commande de petit signal. Le circuit de l'étage de puissance contient des composants pour la transmission de courants importants. En général, ces composants doivent d'abord être placés, puis un petit circuit de commande de signal doit être placé sur un point spécifique de la disposition. Les traces de courant élevé doivent être courtes et larges pour minimiser l'inductance, la résistance et la chute de tension du PCB. Cet aspect est particulièrement important pour les traces à courant pulsé di / DT élevé.
1. Chemin de courant du Convertisseur abaisseur synchrone
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Un chemin de courant continu et un chemin de courant pulsé dans un Convertisseur abaisseur synchrone. Les lignes pleines représentent les chemins de courant continus et les lignes pointillées représentent les chemins de courant pulsés (commutés). Le chemin de courant pulsé comprend des traces connectées aux composants suivants: un condensateur céramique de découplage d'entrée CHF, un FET de commande supérieur Qt et un FET de synchronisation inférieur QB, et éventuellement une diode Schottky parallèle.
2. Inductance parasite
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En raison de l'inductance parasite, le chemin de courant pulsé rayonne non seulement le champ magnétique, mais crée également de grandes Sonneries de tension et des pics sur les traces de PCB et les MOSFETs. Pour minimiser l'inductance du PCB, les boucles de courant pulsé (appelées boucles thermiques) doivent avoir un périmètre minimal lorsqu'elles sont disposées et leurs traces doivent être courtes et larges. Le condensateur de découplage haute fréquence CHF doit être un condensateur en céramique diélectrique de 0,1 ° f ~ 10 ° F, x5r ou x7r, il a une très faible ESL (Inductance série effective) et ESR (résistance série équivalente). Un diélectrique de condensateur plus grand, tel que y5v, peut provoquer une chute significative de la valeur de la capacité à différentes tensions et températures, de sorte qu'il n'est pas le meilleur matériau pour CHF.
