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電子設計 - マイクロコントローラ回路用の太陽光発電のPCBレイアウト

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マイクロコントローラ回路用の太陽光発電のPCBレイアウト

2021-10-12
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Author:Downs

PCBレイアウト 太陽光発電

すべてのコンポーネントとトレースのほとんどは、銅の注ぐの上部にあります底は主に地面面です。

PCBサイズ

マイクロコントローラはシリコンラボのEFM 8 Sleepy Beeです、そして、左側の(比較的)大きなコネクタはシラバスUSBデバッグアダプタに直接接続を提供します。このコネクタは多くのPCBスペースを消費します。そして、全体的なデザインが実際より大きいようにします。

より短い水平サイズは、デバッグ・コネクタが取り除かれる(そして、他のコンポーネントが再配置されるならば)ボードがどれくらい小さいかについて推定する私の試みです。

それで、私の推測は片側の上のすべての構成要素の二重層ボードが1未満であるかもしれないということです.5平方インチ. 私は、これがかなり良いと言います, 特に私たちが話していることを考える 二層PCB.

PCBボード

また、4つではなく2層を使用して性能を落とすと考えています。底はほぼ固体接地面であり、広いパワーラインとワイドグランド接続の上部に十分なスペースがあります(マイクロコントローラが非常に低い周波数で動作するので)。

ボードのサイズを減らすいくつかの他の方法があります。

私はより大きい受動部品(0805と1206)を選びました。あなたが専門的に回路基板をアセンブルする予定であるならば、0603または0402さえ(あなたは0402パッケージで許容できる2.2アンペアのコンデンサを見つけるかもしれません、しかし、0.1 . 5分の1 / 4 Fコンデンサーと抵抗のために、あなたは確実に0402を使用することができます)を使用することを考慮することができます。

より大きいパッケージは、マイクロコントローラのために選ばれました;これは9 mm * 9 mm QFP 32です。32ピンのリードレスパッケージはかなり小さい(5 mm * 5 mm)、24ピンのリードレスパッケージもあります。足パッケージ、より小さいサイズ(4 mm * 4 mm)。私の意見では、この電源の周りに構築されたほとんどのアプリケーションは、いくつかのI / Oピンを必要としないので、24ピンパッケージが最良の選択である可能性があります。MicroControllerが他のリード(IE NOT LEAD)パッケージを持っていないので、32ピンデバイスを使用します。

リアルタイムクロックアプリケーションの高精度32.768 kHzの水晶発振器を提供しますそれは約0805のコンポーネントのサイズです。マイクロコントローラは非常に低い精度(10±10 %)の内部低電力発振器を持っているので、正確なタイミングを必要としない場合は、結晶を省略することができます。

チャージポンプスイッチングレギュレータは、現在4つの2.2×1/4の出力コンデンサを有する。

LED . LEDとそれに付随する抵抗はデバッグ用です最終設計では省略できます。

なお、デバッグ電源に関連する全ての回路(スイッチ、LDOS、2つのコンデンサ)は省略できる。太陽光発電がファームウェア開発とテストのための便利な電源でないので、これは推薦されません。

両面選択

小さいリストを作る方法の最後の項目は、ボードの上部と下部にコンポーネントを持つことです。私がこの記事を書いたとき、私は、回路全体が太陽電池サイズに対応する領域に収まるかどうか疑問に思い始めました。そして、あなたが一番上の太陽電池だけで回路基板を設計することができて、底で他のものを設計することができます。私は、回路図から不要なコンポーネントを削除し、このアイデアを試してみました。

これは大まかな近似だ, でも, ご覧の通り, 我々は非常に近いすべての回路を絞るの目標に近いです PCBスペース 太陽電池で占められる.

このコンポーネント配置を作成するために、4つの出力コンデンサの3つ、結晶、LED、およびLEDの抵抗を除去しました。また、マイクロコントローラパッケージをQFN 24に切り替えました。受動部品はまだ1206と0805ですが、これらのより大きなパッケージは、マイクロコントローラをデバッグアダプタに接続するいくつかの方法の必要性を補うことができます。もちろん、ルーティングのための多くの余地がありません、しかし、あなたが4層板を使うことができるならば(そして、太陽電池の下で十分なスペースがあります)、私はこれが重大な障害であると思いません。

結論として

最近設計したソーラーマイコン基板のPCBレイアウトについて検討し、PCBのサイズが太陽電池の大きさに近い場合の実装例を検討した。