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PCB技術

PCB技術 - 3 W原理,20 H原理とPCB設計における55の原理

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PCB技術 - 3 W原理,20 H原理とPCB設計における55の原理

3 W原理,20 H原理とPCB設計における55の原理

2020-09-12
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Author:dag

電圧変換用インダクタのためのスイッチングレギュレータ. これらのインダクタは、通常、大きさが非常に大きく、その中に配置されなければならない プリント回路基板 (PCB) layout of the switching regulator. 電流は瞬時に変化しない, しかし、インダクタンスを変化させることは困難ではない. 変更は連続的である, 通常比較的遅い.


スイッチングレギュレータは、2つの異なるパスの間で電流を前後に切り換える。スイッチング速度はエッジの持続時間に依存する。スイッチング電流が流れる回路は、1つのスイッチ状態で電流を導通し、別のスイッチ状態で電流を導通しない熱ループまたはAC電流経路と呼ばれる。PCBレイアウトでは、これらのトレースの寄生インダクタンスを減少させるために、熱回路面積が小さく、経路が短くなければならない。寄生線インダクタは無駄な電圧アンバランスを生じ、電磁干渉(EMI)を引き起こす。


ステップダウンスイッチング用スイッチングレギュレータ

ステップダウンスイッチング用スイッチングレギュレータ

図1は、破線で示されるキー熱回路を有する降圧レギュレータを示す。コイルL 1が熱回路の一部でないことが分かる。従って、インダクタの位置は重要ではないと考えられる。したがって、二次側回路の位置は、インダクタの正しい位置である。しかし、いくつかの規則が続くべきです。

敏感な制御配線は、PCBの内側層または裏面において、インダクタ(PCB表面の下ではない)の下に配置されてはならない。電流が影響を受けると、コイルは磁界を生成し、信号経路の弱信号に影響を及ぼす。スイッチングレギュレータでは、キー信号経路はフィードバック経路であり、これは出力電圧をスイッチングレギュレータICまたは抵抗分割器に接続する。

実際のコイルは、容量性および誘導性の両方の効果を有する。コイル巻線は、図1に示すように、降圧スイッチングレギュレータのスイッチノードに直接接続される。その結果、コイルの電圧は、スイッチノードの電圧として強く且つ急激に変化する。回路の短いスイッチング時間と高い入力電圧のために、PCB上の他の経路に相当の結合効果がある。したがって、敏感な配線はコイルから離れていなければなりません。

コイル位置を有するADP 2360ステップダウンコンバータの例回路

コイル位置を有するADP 2360ステップダウンコンバータの例回路

図2はADP 2360の例のレイアウトを示します. この図では, 図1の重要な熱リターンロードマップは緑です. 図からわかるように, 黄色フィードバック経路は、オフラインループL 1から一定の距離を有する. の内部層に位置しています PCB.

一部の回路設計者は、コイルの下のPCBの中にどんな銅も欲しくありません。例えば、それらは、接地面層においても、インダクタンスより下にカットアウトを与える。コイル磁場下のコイルの接地面に渦電流を防止することが目標である。この方法では間違いはないが、接地面は一貫していなければならず、中断されてはならないと論じられている

(1)シールド用グランドプレーンは、中断することなく有効である。

2 . PCB中の銅はより多くの熱散逸を示す。

渦電流が発生しても、これらの電流は局所的にしか流れず、損失が少なく、接地面の機能にほとんど影響を与えない。

したがって、コイルの下であっても接地面層はそのまま保たれるべきである。

結論として,スイッチングレギュレータのコイルは臨界熱ループの一部ではないが,コイルの下またはその近くに鋭敏な制御配線を配置しないことが望ましい。PCB上の様々な平面、例えばグランドプレーンまたはVDDプレーン(供給電圧)は、連続的にカットなしで構成することができる。