PCB Tecnico - Come migliorare l'EMI PCB attraverso il posizionamento dei componenti?

Dopo aver progettato la struttura del circuito e la posizione del dispositivo, il controllo EMI PCB diventa estremamente importante per la progettazione generale. Come evitare interferenze elettromagnetiche PCB nell'alimentazione elettrica di commutazione è diventato un argomento di grande preoccupazione per gli sviluppatori.

La pratica di layout dei componenti ha dimostrato che anche se il design schematico del PCB è corretto e il circuito stampato non è progettato correttamente, influenzerà negativamente l'affidabilità delle apparecchiature elettroniche. Ad esempio, se le due sottili linee parallele della scheda stampata sono vicine tra loro, la forma d'onda del segnale sarà ritardata e il rumore riflesso si formerà al terminale della linea di trasmissione. Le prestazioni scendono, quindi quando si progetta il circuito stampato, si dovrebbe prestare attenzione ad adottare il metodo corretto.

Ogni alimentatore di commutazione ha quattro cicli di corrente:

(1) circuito AC dell'interruttore di alimentazione;

(2) Circuito AC del raddrizzatore di uscita;

(3) loop corrente della sorgente del segnale in ingresso;

(4) loop corrente di carico in uscita.

Il circuito di ingresso carica il condensatore di ingresso attraverso una corrente CC approssimativa e il condensatore filtro serve principalmente come stoccaggio di energia a banda larga; Allo stesso modo, il condensatore del filtro di uscita è utilizzato anche per immagazzinare l'energia ad alta frequenza dal raddrizzatore di uscita ed eliminare l'energia CC del circuito di carico di uscita. Pertanto, i terminali dei condensatori del filtro di ingresso e di uscita sono molto importanti. I cicli di corrente in ingresso e in uscita dovrebbero essere collegati all'alimentazione elettrica solo dai terminali del condensatore filtro rispettivamente; se il collegamento tra il ciclo di ingresso/uscita e il ciclo di commutazione/raddrizzatore non può essere collegato al condensatore Il terminale è collegato direttamente e l'energia CA sarà irradiata nell'ambiente dal condensatore filtro in ingresso o in uscita.

Il circuito AC dell'interruttore di alimentazione e il circuito AC del raddrizzatore contengono correnti trapezoidali ad alta ampiezza. Le componenti armoniche di queste correnti sono molto alte. La frequenza è molto maggiore della frequenza fondamentale dell'interruttore. L'ampiezza di picco può essere fino a 5 volte l'ampiezza della corrente continua in ingresso/uscita DC. Il tempo di transizione è solitamente di circa 50 ns. Questi due loop sono i più soggetti a interferenze elettromagnetiche, quindi questi loop CA devono essere disposti prima delle altre linee stampate nell'alimentazione elettrica. I tre componenti principali di ogni ciclo sono condensatori filtranti, interruttori di potenza o raddrizzatori, induttori o trasformatori. Posizionarli uno accanto all'altro e regolare la posizione dei componenti per rendere il percorso corrente tra di loro il più breve possibile. Il modo migliore per stabilire un layout di alimentazione di commutazione è simile alla sua progettazione elettrica. Il miglior processo di progettazione è il seguente:

Posizionare il trasformatore

Progettare il ciclo di corrente dell'interruttore di alimentazione

Loop corrente del raddrizzatore di uscita

Circuito di controllo collegato al circuito di alimentazione CA

Progettare il ciclo sorgente corrente di ingresso e il filtro di ingresso Quando si progetta il ciclo di carico di uscita e il filtro di uscita secondo l'unità funzionale del circuito, quando si posa tutti i componenti del circuito, devono essere rispettati i seguenti principi:

(1) In primo luogo, considerare la dimensione del PCB. Quando la dimensione del PCB è troppo grande, le linee stampate saranno lunghe, l'impedenza aumenterà, la capacità anti-rumore diminuirà e il costo aumenterà; Se la dimensione del PCB è troppo piccola, la dissipazione del calore non sarà buona e le linee adiacenti saranno facilmente disturbate. La forma migliore del circuito stampato è rettangolare e il rapporto di aspetto è 3: 2 o 4: 3. I componenti situati sul bordo del circuito stampato sono generalmente non meno di 2mm di distanza dal bordo del circuito stampato.

(2) Quando si posiziona il dispositivo, considerare la saldatura successiva, non troppo densa.

(3) Prendete il componente centrale di ogni circuito funzionale come centro e disporrete intorno ad esso. I componenti dovrebbero essere uniformemente, ordinatamente e compattamente disposti sul PCB, minimizzare e accorciare i cavi e le connessioni tra i componenti e il condensatore di disaccoppiamento dovrebbe essere il più vicino possibile al VCC del dispositivo.

(4) Per i circuiti che funzionano ad alte frequenze, devono essere presi in considerazione i parametri distribuiti tra i componenti. Generalmente, il circuito dovrebbe essere disposto in parallelo il più possibile. In questo modo, non è solo bello, ma anche facile da installare e saldare e facile da produrre in serie.

(5) Disporre la posizione di ogni unità di circuito funzionale secondo il flusso del circuito, in modo che il layout sia conveniente per la circolazione del segnale e il segnale sia mantenuto nella stessa direzione possibile.

(6) Il primo principio del layout è quello di garantire la velocità di cablaggio, prestare attenzione al collegamento dei fili volanti quando si muove il dispositivo e mettere insieme i dispositivi con il rapporto di connessione.

(7) Ridurre l'area del ciclo il più possibile per sopprimere l'interferenza di radiazione dell'alimentazione elettrica di commutazione