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Les régulateurs de commutation pour la conversion de tension utilisent des inductances pour stocker de l'énergie de manière ponctuelle. Ces inducteurs sont généralement de très grandes dimensions et doivent être placés dans la disposition de carte de circuit imprimé (PCB) du régulateur de commutation. Le courant ne change pas instantanément, mais il n'est pas difficile de changer l'inductance. Les changements ne peuvent être que continus et généralement relativement lents.
Le régulateur de commutation commute le courant entre deux chemins différents. La vitesse de commutation dépend de la durée du bord. Le circuit dans lequel circule le courant de commutation est appelé boucle thermique ou chemin de courant alternatif, il conduit le courant dans un état de commutation et ne le conduit pas dans l'autre. Dans une disposition de PCB, la zone du circuit thermique doit être petite et le chemin court pour réduire l'inductance parasite dans ces traces. Les inductances de ligne parasites créent des déséquilibres de tension inutiles et provoquent des perturbations électromagnétiques.
Régulateur de commutation pour interrupteur abaisseur (avec circuit thermique critique représenté en pointillés)
La figure 1 montre un régulateur abaisseur de tension dont le circuit thermique critique est représenté en pointillés. On voit que la bobine L1 ne fait pas partie du circuit thermoélectrique. On peut donc supposer que la position de l'inducteur n'a pas d'importance. La position du circuit secondaire est donc la position correcte de l'inducteur. Cependant, certaines règles doivent être respectées.
Le câblage de contrôle sensible ne doit pas être placé sous l’inducteur (ni sur ni sous la surface du PCB), dans la couche interne ou à l’arrière du PCB. Sous l'influence du courant, la bobine crée un champ magnétique qui affecte un signal faible dans le chemin du signal. Dans un régulateur de commutation, le chemin de signal critique est le chemin de rétroaction qui relie la tension de sortie à un régulateur de commutation IC ou à un diviseur de tension résistif.
Il convient également de noter que la bobine réelle a un effet capacitif et inductif. L'enroulement de la bobine est connecté directement au noeud de commutation du régulateur de l'interrupteur abaisseur, comme représenté sur la figure 1. Il en résulte que la tension dans la bobine varie aussi fortement et rapidement que la tension au noeud de commutation. En raison du court temps de commutation dans le circuit et de la tension d'entrée élevée, il y a un effet de couplage considérable sur les autres chemins sur le PCB. Par conséquent, le câblage sensible doit être éloigné de la bobine.
Adp2360 exemple de circuit Convertisseur abaisseur avec position de bobine
La figure 2 montre un exemple de mise en page pour adp2360. Sur cette figure, la Feuille de route de retour thermique importante de la figure 1 est en vert. Comme on peut le voir sur la figure, le chemin de rétroaction jaune est à une certaine distance de la boucle hors ligne L1. Il est situé dans la couche interne du PCB.
Certains concepteurs de circuits ne veulent même pas de cuivre dans le PCB sous la bobine. Par exemple, ils fourniront des incisions sous l'inductance, même dans la couche de terre. Son but est d'éviter la création de courants de Foucault dans le plan de masse sous la bobine en raison du champ magnétique de la bobine. Il n'y a pas d'erreur dans cette approche, mais il y a aussi ceux qui pensent que le plan de masse devrait être cohérent et ne devrait pas être interrompu
1. Le plan de masse utilisé pour le blindage est efficace et sans interruption.
2. Plus il y a de cuivre dans le PCB, meilleur est l'effet de dissipation de chaleur.
3. Même en produisant des courants de Foucault, ces courants ne peuvent circuler que localement, avec très peu de pertes et peu d'impact sur la fonction du plan de masse.
Par conséquent, il est convenu que la couche de mise à la terre doit rester intacte même sous la bobine.
En conclusion, nous pouvons conclure que, bien que la bobine du régulateur de commutation ne fasse pas partie de la boucle thermique critique, il est recommandé de ne pas placer le câblage de commande sensible sous ou près de la bobine. Divers plans sur le PCB – par exemple, le plan de masse ou le plan VDD (tension d’alimentation) – peuvent être construits en continu sans coupure.
