Progettazione PCB - Circa la progettazione di fondo del PCB di alimentazione elettrica di commutazione

Il PCB di alimentazione di commutazione non è solo un circuito di commutazione ad alta frequenza e ad alta corrente (come transistor di commutazione e trasformatori ad alta frequenza, ecc.), ma anche un piccolo circuito di misurazione e controllo della corrente, la connessione tra i circuiti è complessa.

Quando si progetta un PCB, è necessario iniziare dal circuito, distinguere la relazione tra grandi e piccole correnti, la relazione tra circuiti di misura, controllo e azionamento e gestire il layout del cavo di terra. Nella progettazione PCB dell'alimentatore di commutazione, la progettazione del cavo di terra è molto importante. Questo perché nel momento in cui il transistor di commutazione dell'alimentazione elettrica di commutazione è acceso e spento, la tensione e la corrente cambiano drasticamente e a causa dell'esistenza dell'impedenza comune del filo di terra, la tensione e la corrente che cambiano drasticamente causeranno gravi interferenze sul filo di terra. Nel layout del filo di terra, non è possibile rimanere semplicemente sul concetto di "DC con lo stesso potenziale". È necessario considerare il processo dinamico del circuito e prestare attenzione alla corrente nel filo di terra e alla sua direzione di flusso. Attraverso il flusso di corrente, possiamo analizzare se il layout del filo di terra è ragionevole o meno e giudicare se ci sono interferenze.

La razionalità della disposizione del filo di terra può essere giudicata dalle seguenti due condizioni.

1. Se la corrente nel filo di terra scorre attraverso altri circuiti, parti e fili che non hanno nulla a che fare con questa corrente.

2. C'è corrente in altre parti e circuiti che scorre nel filo di terra di questa parte del circuito? Il circuito 1 e il circuito 2 formano un loop con l'alimentazione attraverso la sezione di terra comune AB. Si può sapere dall'analisi precedente che il segmento di linea AB può essere equivalente al collegamento in serie di una resistenza e di un'induttanza, con una certa impedenza. Poiché tutte le correnti del circuito 1 e del circuito 2 passano attraverso il segmento di linea AB, il segmento di linea AB diventa un'impedenza comune. Quando l'intero circuito funziona, il cambiamento di corrente del circuito 1 o del circuito 2 causerà il cambiamento potenziale del punto A, che influenzerà lo stato di funzionamento del circuito 1 e del circuito 2 e formerà interferenze di impedenza comuni.

Nella progettazione PCB dell'alimentazione elettrica di commutazione, la frequenza operativa dell'alimentazione elettrica di commutazione è solitamente solo da decine a centinaia di kilohertz e l'uso della messa a terra a punto singolo può già soddisfare i requisiti. Il metodo di messa a terra a punto singolo può anche separare la sorgente di rumore dal circuito sensibile.

Un circuito di commutazione inverter parzialmente messo a terra

(1) Al fine di ottenere migliori prestazioni di compatibilità elettromagnetica e ridurre l'influenza dell'ondulazione della rettifica della frequenza di potenza sul funzionamento del circuito SG6840, l'uscita del circuito raddrizzatore del ponte dovrebbe prima essere collegata al condensatore C2 e quindi collegata al circuito dell'inverter.

(2) Nel ciclo ad alta corrente della parte dell'inverter (trasformatore ad alta frequenza C2-MOSFET-RS-C2), la connessione tra RS e C2 dovrebbe essere il più breve possibile e nessun elemento dovrebbe essere posizionato tra RS e C2. Dispositivo.

(3) Separare il ciclo di terra di C1, collegare un percorso a GND di SG6840 e collegare l'altro percorso all'avvolgimento bias.

(4) C1 dovrebbe essere il più vicino possibile al VDD e al GND di SG6840, al fine di ottenere il miglior effetto possibile di disaccoppiamento e filtraggio.

(5) RL, RT e la terra dell'accoppiatore fotoelettrico nel circuito di controllo SG6840 dovrebbero essere collegati insieme e vicini a GND di SG6840.

(6) Il GND di SG6840 dovrebbe essere collegato al suolo di RS.

Esempio di progettazione PCB dell'alimentatore di commutazione TOPSwitch

1. il circuito di alimentazione di commutazione TOP204YA1 è un diagramma del circuito di alimentazione di commutazione con il chip TOP204YA1 come nucleo. Diagramma del circuito di alimentazione di commutazione TOP204YA1

Come mostrato nella Figura 7-17, il condensatore automatico C5 di riavvio/compensazione deve essere collegato alla sorgente di TOP204YA1 con un metodo di messa a terra a punto singolo. Al fine di evitare un falso spegnimento o un funzionamento instabile durante il periodo di accensione a causa di un'eccessiva corrente di commutazione della sorgente, deve essere eseguito un layout PCB ragionevole. La linea di ritorno ad alta tensione del condensatore di ingresso C1 deve essere collegata direttamente al pad sorgente e non può essere collegata alla linea di C5. Anche la linea di ritorno del bias/feedback dovrebbe essere collegata direttamente al pad sorgente. Terminale del pin sorgente TOP204YA1 Il terminale del pin sorgente deve essere il più corto possibile, non piegare o estendere il pin sorgente. Per lo scarico, se necessario, il perno di scarico può essere piegato o esteso in modo appropriato. Per installare TOP204YA1, deve essere completamente inserito nel pad PCB.

3. layout PCB e cablaggio dei componenti chiave layout PCB e cablaggio dei componenti chiave.

4. layout PCB e elementi di controllo del cablaggio Il layout PCB e gli elementi di controllo del cablaggio sono i seguenti.

1. I pin primari di TOP204YA1 (U1), C1 e trasformatore T1 dovrebbero essere il più vicino possibile per ridurre la lunghezza del cablaggio e l'area del ciclo del PCB. Le correnti di commutazione ad alta velocità scorrono attraverso i cavi di collegamento di questi componenti, che di solito causano emissioni EMI in modalità comune. Prestare attenzione all'installazione di TOP204YA1 e radiatore.

2. I pin primari di VD1, VR1 e trasformatore T1 dovrebbero essere il più vicino possibile per ridurre la lunghezza del cablaggio PCB e l'area del ciclo. Le correnti di commutazione ad alta velocità scorrono attraverso i cavi di collegamento di questi componenti, che di solito causano emissioni EMI in modalità comune.

3. Lo scarico di TOP204YA1 (U1) è collegato al perno primario di T1 e il filo stampato del diodo a morsetto VD1 deve essere molto breve. Oltre alle correnti ad alta velocità che scorrono sui fili stampati, ci sono anche alte tensioni di commutazione, che possono anche causare ulteriori emissioni EMI in modalità comune.

4. La sorgente di TOP204YA1 (U1) dovrebbe essere direttamente collegata a C1 e non dovrebbero esserci altre linee di ramo collegate a questa linea.

5. Y1 condensatore C7 dovrebbe essere collegato direttamente all'estremità di ritorno dell'avvolgimento bias del trasformatore T1 e all'estremità di ritorno dell'avvolgimento secondario dell'uscita con fili stampati spessi e corti.

6. Il terminale di ritorno dell'avvolgimento bias primario del trasformatore T1 dovrebbe essere collegato direttamente alla sorgente di TOP204YA1 (U1), e nessun altro componente dovrebbe essere collegato a questo cavo stampato, perché la tensione di prova di sovratensione del fulmine indurrà rumore su di esso. 7. Il diodo bias VD3 dovrebbe essere il più vicino possibile al perno bias del trasformatore T1 per accorciare la lunghezza del cavo anodico (alta tensione di commutazione sul cavo anodico) e aumentare la lunghezza del cavo catodico relativamente "pulito".

8. Il catodo di VD3 dovrebbe essere collegato direttamente a C4 e nessun altro componente dovrebbe essere collegato a questo cavo stampato, perché la tensione di prova e la corrente rettificata di sovratensione del fulmine indurranno tensione di rumore su di esso. Pertanto, C4 dovrebbe essere collegato al dispositivo di accoppiamento fotoelettrico U2 attraverso il cablaggio del PCB e del saltatore sulla superficie del componente PCB.