L'actualité PCB - Règles relatives à la conception de PCB de convertisseur haute vitesse

Q: Quelles sont les règles importantes de mise en page de la carte PCB lors de l'utilisation de PCB Converter haute vitesse? Réponse: afin de s'assurer que les performances de conception sont conformes aux spécifications techniques de la fiche technique, certaines directives doivent être suivies. Tout d’abord, il y a une question commune: « les plans de sol agnd et dgnd doivent - ils être séparés? » et la réponse simple est: cela dépend de la situation.

La réponse détaillée est: généralement pas de séparation. Parce que dans la plupart des cas, séparer le plan de masse ne fait qu'augmenter l'inductance du reflux et fait plus de mal que de bien. Comme on peut le voir à partir de la formule v = l (di / DT), le bruit de tension augmentera à mesure que l'inductance augmentera. À mesure que le courant de commutation augmente (car le taux d'échantillonnage du convertisseur augmente), le bruit de tension augmente également. Par conséquent, les plans de masse doivent être connectés ensemble.par exemple, dans certaines applications, pour répondre aux exigences de conception traditionnelles, il est nécessaire de placer des alimentations de bus sales ou des circuits numériques dans certaines zones. Dans le même temps, il est également soumis à des contraintes de taille, ce qui rend impossible une bonne répartition de la disposition de la carte. Dans ce cas, la séparation du plan de masse est la clé pour obtenir de bonnes performances. Cependant, pour que la conception globale soit efficace, ces plans de masse doivent être reliés entre eux par un pont ou un point de connexion quelque part sur la carte. Les points de connexion doivent donc être répartis uniformément sur un plan de masse distinct. Enfin, il existe généralement un point de connexion sur la carte PCB à travers lequel le courant de retour peut passer sans entraîner de dégradation des performances. Ce point de connexion est généralement situé à proximité ou en dessous du convertisseur.

Lors de la conception des couches d'alimentation, tous les fils de cuivre disponibles pour ces couches doivent être utilisés. Si possible, ne laissez pas ces couches partager des traces, car des traces supplémentaires et des trous excessifs peuvent diviser la couche de puissance en plus petites Parties, ce qui peut rapidement endommager la couche de puissance. La couche de puissance clairsemée qui en résulte permet d'Extruder les chemins de courant là où ces chemins sont le plus nécessaires, à savoir les broches de puissance du convertisseur. Serrer le courant entre le trou et la trace augmente la résistance, ce qui entraîne une légère baisse de la tension sur les broches d'alimentation du convertisseur.

Enfin, le placement de la couche de puissance est très important. Ne pas empiler une alimentation numérique à fort bruit sur une couche d'alimentation analogique. Sinon, bien que les deux soient situés sur des couches différentes, ils peuvent encore être couplés. Afin de minimiser le risque de dégradation des performances du système, ces types de couches doivent être séparés autant que possible dans la conception, plutôt que empilés les uns sur les autres. Dans le même temps, cette tâche est souvent négligée lors des discussions sur la conception de systèmes de transmission de puissance (PDS) de cartes de circuits imprimés (PCB), Mais c'est essentiel pour les concepteurs analogiques et numériques au niveau du système. Le PDS (Transmission System) a été conçu dans le but de minimiser les ondulations de tension générées en réponse à la demande de courant d'alimentation. Tous les circuits ont besoin de courant, certains ont besoin d'une plus grande quantité de courant, tandis que d'autres ont besoin de fournir le courant à un rythme plus rapide. L'utilisation d'une couche de puissance ou d'une couche de terre à faible impédance entièrement découplée et d'un bon empilement de PCB peut minimiser les ondulations de tension causées par la demande de courant du circuit. Par exemple, si le courant de commutation conçu est 1A et l'impédance du PDS est de 10 m, l'ondulation de tension maximale est de 10 MV.

Tout d'abord, une structure d'empilement de PCB qui prend en charge des condensateurs de plus grande couche devrait être conçue. Par example, l'empilement à six couches peut comprendre une couche de signal supérieure, une première couche de terre, une première couche de puissance, une deuxième couche de puissance, une première couche de sol et une couche de signal inférieure. Il est précisé que la première couche de terre et la première couche de puissance sont proches l'une de l'autre dans une structure en empilement de couches et que la distance entre les deux couches est de 2 à 3 mils, formant une capacité de couche intrinsèque. Le grand avantage d'un tel condensateur est qu'il est gratuit, il suffit de l'indiquer dans les instructions de fabrication du PCB. Si le plan d'alimentation doit être divisé et qu'il y a plusieurs guides d'alimentation VDD sur la même couche, vous devez utiliser le plan d'alimentation le plus grand possible. Ne laissez pas de trous, mais faites également attention aux circuits sensibles. Cela maximisera la capacité de la couche VDD. Si la conception permet des couches supplémentaires (dans ce cas, de six à huit), deux plans de masse supplémentaires doivent être placés entre le premier et le deuxième plan de puissance. Lorsque l'espacement des noyaux est également de 2 à 3 mils, la capacité intrinsèque de la structure feuilletée sera doublée à ce moment - là.

Pour un empilement de PCB idéal, un condensateur de découplage doit être utilisé au début de la couche d'alimentation et autour du dut. Cela garantira que l'impédance PDS est faible sur toute la gamme de fréquences. L'utilisation de plusieurs condensateurs de 0001 ° F à 100 ° F peut aider à couvrir cette gamme. Il n'est pas nécessaire d'avoir des condensateurs partout; Mais un condensateur face à un DUT brisera toutes les règles de fabrication. Si des mesures aussi drastiques sont nécessaires, le circuit a d'autres problèmes.