Notizie PCB - In che modo l'ondulazione di potere influisce sulla progettazione PCB dei circuiti elettronici

Come ridurre la generazione di ripple nella progettazione PCB? La negligenza nella progettazione PCB dell'alimentazione elettrica di commutazione può paralizzare l'intero circuito a causa di increspature nella rete di alimentazione. Se non viene rilevato, l'increspatura di potenza può causare gravi problemi di integrità del segnale.

Che cosa causa l'increspatura di potere

L'increspatura di potenza è un fenomeno causato dalle caratteristiche di commutazione dell'alimentazione elettrica. Di solito si verifica negli alimentatori di commutazione, dove l'induttanza e la capacità introducono rumore causato dalla frequenza di commutazione. L'ondulazione di potenza introdotta dalla frequenza di commutazione di solito risuona alle basse frequenze.

Tuttavia, l'ondulazione di potenza a bassa frequenza non è una preoccupazione per i progettisti di PCB. L'ondulazione o l'anello di potenza ad alta frequenza possono anche essere introdotti nell'uscita dell'alimentazione elettrica di commutazione dalla capacità parassitaria dell'induttore. L'anello si verifica durante la transizione on-off dell'alimentatore di commutazione ed è identificato da picchi lungo l'ondulazione.

In che modo le increspature di potenza influenzano i circuiti elettronici

La barca ha attraversato le onde morbide senza problemi. Ma i circuiti elettronici che si basano su energia pulita non possono dire lo stesso. Sia a basse che ad alte frequenze, l'ondulazione di potenza può compromettere la funzione del circuito.

Ripple nel cablaggio di tensione possono causare crosstalk con circuiti adiacenti. L'anello ad alta frequenza sulla linea elettrica sarà accoppiato ai pin del segnale sul IC. È vero che la maggior parte degli ics può tollerare una certa quantità di rumore, ma il rumore alle frequenze più alte supera il rapporto di rifiuto di potenza.

Quando il rumore di commutazione e la suoneria iniziano ad essere accoppiati al segnale, compromettono la precisione della lettura in ingresso. I segnali di comunicazione e l'ondulazione di potenza possono causare problemi di integrità del segnale. L'increspatura di potere è più di un semplice fastidio. Questo è un problema serio che può paralizzare i circuiti elettronici.

Come ridurre l'increspatura di potenza nella progettazione PCB

A meno che tu non stia progettando un PCB con un alimentatore lineare, dovrai affrontare l'increspatura di potenza. Per ridurre l'effetto dell'ondulazione di potenza, è necessario ridurre l'ampiezza del picco iniziale e dell'ondulazione successiva.

Ecco alcuni trucchi utili per risolvere l'increspatura di potenza nella progettazione.

1. Circuito buffer

Un circuito buffer composto da una resistenza e un condensatore può essere posizionato ad entrambe le estremità del nodo switch di un mosfet di fascia bassa in un alimentatore switching per ridurre l'suoneria. Entrambe le combinazioni RC agiscono come ammortizzatori, assorbendo l'energia rilasciata quando il mosfet cambia stato. L'uso di circuiti buffer aiuta a ridurre l'EMI emesso dalla suoneria.

2. Resistenza di guida

La resistenza del bootstrap limita il ramo iniziale del rumore di squillo. È posizionato ad entrambe le estremità di un cancello MOSFET di fascia alta in serie con un condensatore bootstrap. Quando le resistenze di avviamento vengono aggiunte alla progettazione PCB, il tempo di ricarica del mosrfet viene aumentato per sopprimere il picco iniziale. È necessario fare attenzione al valore della resistenza di partenza, perché troppo poca corrente può influenzare le prestazioni dell'alimentatore SWITCHING. Ripple può essere ridotto limitando la corrente di carica del mosfet.

3. Capacità perforante del cuore

Potreste pensare che sarebbe una buona idea usare condensatori per eliminare le increspature. Ma i condensatori tipici aiutano solo a filtrare il rumore a bassa frequenza. Al fine di ridurre l'ondulazione ad alta frequenza, provare a utilizzare il condensatore corrente. Il condensatore centrale ha tre terminali per produrre una migliore perdita di inserzione alle alte frequenze.

Naturalmente, è importante credere che uno strumento di simulazione affidabile in grado di modellare con precisione gli alimentatori e l'ondulazione dell'alimentazione attraverso una vasta libreria di nuovi parametri del modello migliorerà notevolmente le possibilità di progettare un circuito che l'ondulazione dell'alimentazione non può superare.

In generale, tutti i metodi di cui sopra sono utilizzati contemporaneamente per fornire migliori prestazioni per gli alimentatori di commutazione. Come progettista di PCB, vorrai ridurre al minimo l'increspatura di potenza senza compromettere l'efficienza energetica.