L'actualité PCB - Conception de PCB pour alimentation à découpage intégrée

Dans toute conception d'alimentation à découpage, la conception physique de la carte PCB est le dernier maillon. Si la méthode de conception est incorrecte, le PCB peut émettre trop d'interférences électromagnétiques, ce qui entraîne un fonctionnement instable de l'alimentation. En tant que designer, vous devez comprendre comment les circuits fonctionnent physiquement et concevoir des PCB de haute qualité.

L'alimentation à découpage contient un signal haute fréquence. Toute ligne imprimée sur le PCB peut être utilisée comme antenne. La longueur et la largeur de la ligne imprimée affecteront son impédance et son inductance, et donc sa réponse en fréquence. Même une ligne imprimée passant par un signal continu peut être couplée à un signal radiofréquence provenant d'une ligne imprimée voisine et entraîner des problèmes de circuit (voire rayonner à nouveau un signal perturbateur). Par conséquent, toutes les lignes imprimées traversant le courant alternatif doivent être conçues pour être aussi courtes et larges que possible, ce qui signifie que tous les composants connectés aux lignes imprimées et aux autres lignes électriques doivent être placés très près. La longueur de la ligne imprimée est proportionnelle à son inductance et à son impédance, et la largeur est inversement proportionnelle à l'inductance et à l'impédance de la ligne imprimée. La longueur reflète la longueur d'onde de réponse de la ligne imprimée. Plus la longueur est longue, plus la fréquence à laquelle la ligne imprimée envoie et reçoit des ondes électromagnétiques est basse et plus elle peut rayonner d'énergie RF. Le choix d'un MOSFET approprié pour la conception d'un commutateur de puissance ou d'une fonction de redressement synchrone peut également contribuer à réduire les interférences électromagnétiques. Lorsque les dispositifs MOSFET sont hors tension, un câ¼ oss¼ inférieur, tel que fds6690a, peut réduire les interférences de pointes. Boucles de courant principales boucles de courant des trois principales structures d'alimentation à découpage, Notez leurs différences. Chaque alimentation à découpage a quatre boucles de courant et les boucles sont relativement indépendantes. Sur un PCB bien agencé, l'ordre d'importance est le suivant: commutateur de puissance circuit alternatif sortie redresseur circuit alternatif entrée signal source boucle de courant sortie boucle de courant de charge la source de signal d'entrée et la boucle de courant de charge de sortie ne posent généralement aucun problème. La forme d'onde du courant dans ces boucles est une superposition d'un grand courant continu et d'un petit courant alternatif. Ces deux boucles nécessitent généralement des filtres spéciaux pour empêcher les fuites de bruit alternatif dans l'environnement. Les boucles de courant d'entrée et de sortie ne peuvent être connectées à l'alimentation qu'à partir des bornes du condensateur de filtrage respectivement. Le circuit d'entrée charge le condensateur d'entrée par un courant continu approximatif, mais ne peut pas fournir les impulsions de courant haute fréquence nécessaires à l'alimentation à découpage. Le condensateur de filtrage joue principalement le rôle de réservoir d'énergie à large bande; De même, le condensateur de filtrage de sortie est également utilisé pour stocker l'énergie haute fréquence du redresseur de sortie tout en éliminant l'énergie continue de la boucle de charge de sortie. Les bornes des condensateurs de filtrage d'entrée et de sortie sont donc très importantes. Si la connexion entre le circuit d'entrée / sortie et le circuit de commutation / redressement de puissance ne peut pas être connectée directement aux bornes du condensateur, l'énergie alternative "circulera" à travers le condensateur de filtrage d'entrée ou de sortie et rayonnera dans l'environnement. Les formes d'onde de courant des deux modes de fonctionnement PWM de base produisent des formes d'onde de courant harmonique beaucoup plus élevées que la fréquence de commutation. Le circuit alternatif de l'interrupteur de puissance et du redresseur contient des formes d'onde de courant trapézoïdal de haute amplitude. Les composantes harmoniques de ces formes d'onde sont très élevées et leur fréquence est très supérieure à la fréquence fondamentale du commutateur. L'amplitude crête de ces courants alternatifs peut aller jusqu'à 5 fois l'amplitude du courant continu d'entrée / sortie. Le temps de transition est généralement de l'ordre de 50 ns. Ces deux boucles sont les plus susceptibles de générer des perturbations électromagnétiques. Avant de pouvoir câbler d'autres lignes imprimées dans l'alimentation, le concepteur doit d'abord disposer ces boucles AC. Les trois composants principaux de chaque boucle (condensateur de filtrage, interrupteur ou redresseur d'alimentation, inductance ou transformateur) doivent être placés côte à côte et ajustés. Les composants sont positionnés de manière à ce que le trajet du courant entre eux soit le plus court possible afin d'assurer un raccourcissement de la longueur du trajet du courant. Les lignes imprimées de ces circuits ont également le plus grand impact sur l'efficacité de mesure du convertisseur. Le choix d'un boîtier tel que dpak ou so - 8 permet de transmettre le signal tout en dissipant la chaleur. Les produits de Fairchild et d'autres fournisseurs peuvent combiner les fonctions de dissipation de chaleur et de transmission du signal. La mise à la terre est importante. La mise à la terre est la branche inférieure de la boucle de courant dont nous avons parlé précédemment, mais elle joue un rôle important en tant que point de référence commun du circuit. Par conséquent, l'emplacement des lignes de mise à la terre doit être soigneusement considéré lors de la mise en page. Mélanger les différentes mises à la terre peut entraîner un fonctionnement instable de l'alimentation. Trois principaux schémas de mise à la terre pour la structure d'alimentation à découpage. La conception doit s'assurer qu'un autre « terrain de contrôle» est pris en compte. Il s'agit d'un point de mise à la masse connecté à l'IC de commande et à tous les éléments passifs associés, très sensible. Il ne peut donc être placé qu'après avoir disposé les autres circuits alternatifs. Les points qui contrôlent la connexion de la Terre aux autres sont très spéciaux. Typiquement, le point de connexion est situé à l'extrémité commune à tous les composants de la commande IC induisant une faible tension. Ces points de connexion comprennent l'extrémité commune d'une résistance sensible au courant dans un convertisseur à découpage en courant et l'extrémité inférieure d'un diviseur de résistance de sortie. Sa fonction est d'établir un Kelvin à faible bruit entre les éléments sensibles et les entrées sensibles aux erreurs de tension ou à l'amplification de courant. Connexion Si la masse de commande est connectée à tout autre point, le bruit généré dans ces boucles supplémentaires se superposera au signal de commande, ce qui affectera le fonctionnement du circuit intégré de commande. Le concepteur doit s'assurer que chaque borne de masse à fort courant utilise une ligne imprimée aussi courte et large que possible. En général, la borne commune d'un condensateur de filtrage devrait être le seul point de connexion reliant les autres points de masse à la masse de courant alternatif élevé. Noeuds AC haute tension il y a un noeud dans chaque alimentation à découpage

Ci - dessus est une introduction à la conception de PCB d'alimentation à découpage intégré. IPCB est également fourni aux fabricants de PCB et à la technologie de fabrication de PCB.