PCB技術 - 太陽光発電回路のPCBレイアウト

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（相対的な）大きなコネクタはSilabs USB Debugアダプターに直接接続を提供します。このコネクタはかなりのPCBスペースを消費します。そして、全体的なデザインがそれより本当に大きいようにします。

下の図は PCBボード インチの寸法. The shorter horizontal size is my attempt to estimate how small the board could be if the debug connector were removed (and other components rearranged).

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。

より大きい受動部品IC（0805と1206）を選びました。ボードを組み立てたい場合は0603または0402を使用することを考えてもよい（0402パッケージでは許容可能な2.2×1／4コンデンサを見つけることができるが、0.1×1，4 Fのコンデンサと抵抗の場合は0402を使用することができる）。

マイクロコントローラ用の大きなパッケージを選んだ。これは9 mm×9 mm QFP 32です。32ピンのピンレスパッケージサイズはかなり小さく（5 mm×5 mm）、そしてさらに小さい（4 mm×4 mm）である24ピンのピンレスパッケージサイズがあります。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ピンパッケージはおそらく最良の選択です。MicroControllerが他のリード（すなわち、非リード）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した。

私はリアルタイムクロックアプリケーションの32.768 kHzの水晶発振器を提供しますそれは0805のコンポーネントのサイズについてです。マイクロコントローラは、非常に低い程度（10±10 %）の内部低電力発振器を備えているので、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とその抵抗はデバッグにのみ使用されます。彼らは最終的なデザインから省略することができます。

デバッグ電源に関連するすべての回路（スイッチ、LDO、および2つのコンデンサ）を取り除くことができると思います。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源でないので、私はこれを推薦しません。

ダブルチョイス

小さいリストを作成する方法の後者の項目は、ボードの上部と下部にコンポーネントを持つことです。私はこの記事を書いていたので、私は全体の回路が太陽電池の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、あなたはちょうど上に太陽電池を持っていた回路基板を設計することができました、そして、底の他のすべて。不要なコンポーネントを回路図から削除し、このアイデアを試してみました。

それは大まかな近似ですが、あなたが見ることができるように、我々は太陽電池が取るPCBスペースにすべての回路を詰め込むのにかなり近いです。

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、水晶、LED、およびLEDの抵抗の3つを除去しました。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、依然として1206および0805であるが、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償することができる。確かに、多くのルーティングスペースがありません、しかし、あなたが4枚のボードを使うことができるならば（そして、まだ太陽電池の下でトップにたくさんの余地があります）、私はこれが重大なハードルであると思いません。

結論

最近の設計された太陽マイクロコントローラボードのPCBレイアウトについて検討し、PCBサイズが太陽電池のサイズに近い、より空間的に最適化された実装例を検討した。あなたが低電力埋込み装置のためにスペース制約されたデザインでどんな経験をするならば、コメントであなたの考えを共有するために自由に感じてください。