Technologie PCB - Analyse de la conception physique des cartes PCB dans la conception d'alimentation à découpage

Dans la 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. Voici une analyse de ce qui doit être pris en compte à chaque étape:

Un Processus de conception du schéma au PCB. Etablir les paramètres du composant - "input Principles netsheet -" Design Parameter Setup - "Manual Layout -" Manual cabling - "verify design -" revérify - "Cam output.

2. Paramètres la distance entre les conducteurs adjacents doit être en mesure de répondre aux exigences de sécurité électrique, afin de faciliter l'opération et la production, la distance doit être aussi large que possible. L'espacement minimal doit être au moins adapté à la tension permise. Lorsque la densité de câblage est faible, l'espacement des lignes de signal peut être augmenté de manière appropriée. Pour les lignes de signal avec un grand écart entre les niveaux haut et Bas, l'espacement doit être aussi court que possible et l'espacement doit être augmenté. En général, réglez l'espacement des pistes à 8mil.

Le bord du trou intérieur du plot doit être à une distance supérieure à 1 mm du bord de la plaque d'impression, ce qui permet d'éviter les défauts du plot lors de l'usinage. Lorsque les traces de connexion aux Plots sont minces, les connexions entre les Plots et les traces doivent être conçues en forme de gouttelettes. L'avantage est que les Plots ne sont pas faciles à décoller, mais que les traces et les Plots ne sont pas faciles à déconnecter.

Troisièmement, la pratique de la disposition des composants prouve que même si le schéma du circuit est correctement conçu et que la carte de circuit imprimé est mal conçue, cela peut nuire à la fiabilité de l'équipement électronique. Par example, si deux lignes minces parallèles de la plaque d'impression sont rapprochées, la forme d'onde du signal sera retardée et un bruit réfléchi se formera aux bornes de la ligne de transmission. Les performances diminuent, de sorte que lors de la conception d'une carte de circuit imprimé, vous devez prendre soin d'adopter la bonne approche. Chaque alimentation à découpage comporte quatre boucles de courant:

(1). Circuit alternatif de commutation de puissance

(2). Circuit alternatif redresseur de sortie

(3). Signal d'entrée source boucle de courant

(4). Boucle de courant de charge de sortie la boucle d'entrée charge le condensateur d'entrée par un courant continu approximatif. Le condensateur de filtrage est principalement utilisé comme fonction de stockage d'énergie à large bande; De même, un condensateur de filtrage de sortie est également utilisé pour stocker l'énergie haute fréquence du redresseur de sortie tout en éliminant la charge de sortie. L'énergie continue du circuit. Les bornes des condensateurs de filtrage d'entrée et de sortie sont donc très importantes. Les boucles de courant d'entrée et de sortie ne peuvent être reliées à l'alimentation qu'à partir des bornes du condensateur de filtrage respectivement; Si la connexion entre la boucle d'entrée / sortie et la boucle de commutation / redressement d'alimentation ne peut pas être connectée au condensateur, les bornes sont connectées directement et l'énergie alternative sera rayonnée dans l'environnement à travers le condensateur de filtrage d'entrée ou de sortie. Le circuit alternatif de l'interrupteur de puissance et le circuit alternatif du redresseur contiennent un courant trapézoïdal de forte amplitude. La composante harmonique de ces courants est très élevée. Cette fréquence est bien supérieure à la fréquence fondamentale du commutateur. L'amplitude de crête 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 sensibles aux perturbations électromagnétiques, de sorte que ces boucles alternatives doivent être disposées avant les autres lignes imprimées dans l'alimentation. Les trois principaux composants de chaque boucle sont un condensateur de filtrage, un interrupteur ou redresseur d'alimentation, une inductance ou un transformateur. Placez - les côte à côte et ajustez la position des composants pour que le chemin actuel entre eux soit le plus court possible. La meilleure façon d'établir une disposition d'alimentation à découpage est similaire à sa conception électrique. Le processus de conception optimal est le suivant:

Placer le transformateur

Conception de la boucle de courant de commutation de puissance

Conception de la boucle de courant du redresseur de sortie

Le circuit de commande est relié au circuit d'alimentation en courant alternatif

Conception de la boucle source de courant d'entrée et du filtre d'entrée lorsque la boucle de charge de sortie et le filtre de sortie sont conçus en fonction des unités fonctionnelles du circuit, tous les composants du circuit doivent être disposés conformément aux principes suivants:

(1) Tout d'abord, considérez la taille du PCB. Lorsque la taille du PCB est trop grande, la ligne imprimée sera longue, l'impédance augmentera, la résistance au bruit diminuera et le coût augmentera; Si la taille du PCB est trop petite, la dissipation de chaleur n'est pas bonne et les lignes adjacentes peuvent facilement être perturbées. La forme optimale de la carte est rectangulaire avec un rapport d'aspect de 3: 2 ou 4: 3. Les composants situés sur le bord de la carte ne sont généralement pas à moins de 2 mm du bord de la carte. (2) lors de la mise en place de l'équipement, pensez à la soudure ultérieure, pas trop dense.

(3) centré sur le composant de base de chaque circuit fonctionnel et disposé autour de celui - ci. Les composants doivent être disposés uniformément, de manière ordonnée et compacte sur le circuit imprimé, en minimisant et en raccourcissant les conducteurs et les connexions entre les composants, et les condensateurs de découplage doivent être placés aussi près que possible du VCC de l'appareil.

(4) pour les circuits fonctionnant à haute fréquence, les paramètres de distribution entre les éléments doivent être pris en compte. En général, les circuits doivent être disposés en parallèle autant que possible. De cette façon, il est non seulement beau, mais aussi facile à installer et à souder et facile à produire en série.

(5) Organiser l'emplacement de chaque unité de circuit fonctionnel selon le processus de circuit, de sorte que la disposition facilite la circulation du signal et que le signal reste dans la même direction autant que possible.

(6) Le premier principe de la disposition est d'assurer le taux de câblage, de prêter attention à la connexion des conducteurs de vol lors du déplacement de l'appareil et de regrouper les appareils ayant une relation de connexion.

(7) réduire la zone de boucle autant que possible pour supprimer les interférences radiatives de l'alimentation à découpage.

Quatrièmement, l'alimentation à découpage de câblage contient des signaux à 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. Selon la taille du courant de la carte de circuit imprimé, essayez d'augmenter la largeur du cordon d'alimentation pour réduire la résistance de la boucle. Dans le même temps, aligner la direction de la ligne d'alimentation et de la ligne de terre avec la direction du courant contribue à améliorer la résistance au bruit. La masse est la branche inférieure des quatre boucles de courant de l'alimentation à découpage. Il joue un rôle important en tant que point de référence commun pour les circuits et constitue un moyen important de contrôler les interférences. 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.

La conception de la ligne de sol devrait prêter attention aux points suivants:

1. Choisissez correctement un point de mise à la terre unique. D'une manière générale, l'extrémité commune du condensateur de filtrage doit être le seul point de connexion des autres points de masse couplés alternativement à un courant important. Il doit être connecté à un point de mise à la terre de ce niveau. La principale considération est que le courant de retour à la terre dans chaque partie du circuit change. L'impédance de la ligne de circulation réelle provoque des variations du potentiel de la terre dans les différentes parties du circuit et introduit des perturbations. Dans une telle alimentation à découpage, dont le câblage et l'inductance entre les dispositifs ont peu d'influence, le courant circulant formé par le circuit de masse a un effet plus important sur les perturbations. Connectée à la broche de masse, la ligne de masse de plusieurs composants de la boucle de courant redresseur de sortie est également connectée à la broche de masse du condensateur de filtrage correspondant, ce qui rend le fonctionnement de l'alimentation plus stable et moins facile à auto - stimuler. Lorsqu'un point n'est pas disponible, la masse commune connecte deux diodes ou une petite résistance, qui peut en fait être connectée à une feuille de cuivre relativement concentrée.

2. Épaissez le fil de terre autant que possible. Si la ligne de masse est fine, le potentiel de terre changera avec le changement de courant, ce qui entraîne une instabilité du niveau du signal de synchronisation de l'électronique et une diminution de la performance anti - bruit.