PCB 뉴스 - 스위치 전원 공급 장치 PCB 레이아웃의 몇 가지 요점 요약

소비자 전자 응용에 사용되는 강압 스위치 전원 안내도.설계자는 이 회로도에서 전원 회로의 부품과 신호 회로를 제어하는 부품을 구분할 수 있어야 한다.설계자가 전원 공급 장치의 모든 구성 요소를 디지털 회로의 구성 요소로 간주하면 문제가 심각해질 수 있습니다.일반적으로 전원 공급 장치의 고주파 PCB 전류의 경로를 먼저 알고 작은 신호 제어 회로와 전원 회로 구성 요소 및 케이블 연결을 구분해야 합니다.

일반적으로 전원의 전원 회로에는 입력 필터 용량, 출력 필터 용량, 필터 감각 및 상하 출력 feTS가 포함됩니다.제어 회로에는 주로 PWM 제어 칩, 바이패스 커패시터, 자가 회로, 피드백 분압기 및 피드백 보상 회로가 포함됩니다.

일반적인 강압 스위치 전원 원리도 (12V 입력, 3.3V/15A 출력) [전원 제어 회로 (가느다란 선), 전원 회로 (굵은 선)] 전원 전원 회로 PCB 레이아웃

PCB에 전원 장치를 올바르게 배치하고 케이블을 연결하면 전체 전원이 제대로 작동하는지 여부가 결정됩니다.설계자는 먼저 스위치 전원 장치의 전압과 전류 파형을 이해해야 한다.

다음은 전원 공급 장치의 전원 회로 구성 요소에 있는 전류 및 전압 파형을 표시하는 강압 스위치입니다.

입력 필터 콘덴서(Cin), 상위 MOSFET(S1), 하위 MOSFET(S2)를 흐르는 전류는 높은 주파수와 피크를 가진 교류 전류이기 때문에 Cin-S1-S2로 형성된 루프 면적을 최소화해야 한다.아울러 S2, L, 출력 필터 콘덴서(Cout)로 구성된 루프 면적을 최소화해야 한다.

전원 회로의 전류 및 전압 스위치

설계자가 이 문서에 설명된 대로 전원 회로 PCB를 만들지 않으면 아래와 같이 잘못된 전원 PCB가 만들어질 가능성이 높습니다.

스위치 전원 공급 장치의 잘못된 배치 및 연결

이 PCB 레이아웃에는 다음과 같은 오류가 있습니다.

Cin의 ESL이 크기 때문에 Cin의 고주파 필터링 능력은 거의 사라졌습니다.둘째, CIN-S1-S2 및 S2-L-Cout 루프의 면적이 너무 커서 발생하는 전자기 소음은 전원 자체와 주변 회로에 큰 간섭을 일으킬 수 있습니다.셋째, L의 용접판이 너무 가까워 CP가 너무 커서 고주파 필터 기능을 떨어뜨린다;넷째, Cout 용접 디스크 지시선이 너무 길어 ESL의 고주파 필터 기능이 너무 손실되었습니다.

이것은 더 나은 PCB 케이블 연결 전원 회로입니다.cIN-S1-S2 및 S2-L-Cout 루프의 면적은 제어됩니다.

S1의 원극, S2의 누극과 L 사이의 연결은 단일 구리 용접판이다.이 연결점의 전압은 고주파이기 때문에 S1, S2, L은 매우 비슷해야 한다.L과 Cout 간의 케이블 연결에는 최대 고주파 전류가 없지만 넓은 케이블 연결은 DC 임피던스의 손실을 줄이고 전원 공급 장치의 효율성을 향상시킵니다.

비용이 허락한다면 전원은 양쪽에 완전히 접지된 PCB가 될 수 있지만 전원과 신호선이 접지되지 않도록 조심해야 한다.칩 콘덴서는 전원 공급 장치의 입력 및 출력 포트에 추가되어 고주파 필터 성능을 향상시킵니다.

전원 제어 회로 PCB 레이아웃

전력 제어 회로의 PCB 레이아웃도 중요합니다.배치가 불합리하면 전원 출력 전압이 이동하고 진동할 수 있습니다.제어선은 고주파 AC 회로의 중간이 아니라 전원 회로의 가장자리에 배치해야 합니다.바이패스 콘덴서는 칩의 VCC 및 GND에 접근해야 합니다.피드백 분압 저항기도

칩 근처.칩을 MOSFET로 구동하는 루프도 가능한 한 짧게 유지해야 한다.

전원 레이아웃 요점: 제어 칩에서 상하 fET까지의 구동 회로 회로는 가능한 한 짧아야 한다.

스위치 전원 공급 장치 PCB 레이아웃 예

우리는 글에서 전형적인 강압 스위치 전원 PCB 소자의 표면도를 보았다.이 전원 공급 장치에는 저렴한 PWM 컨트롤러(Semtech SC1104A)가 사용됩니다.PCB의 아래층은 완전한 접지층이다.PCB 전원 공급 장치 형성과 제어 형성 사이에 분리가 없습니다.

전원 공급 장치의 전원 회로는 입력 콘센트 (PCB의 왼쪽 상단) 에서 입력 필터 콘덴서 (C1, C2), S1, S2, L1, 출력 필터 콘덴서 (C10, C11, C12, C13) 를 거쳐 출력 콘센트 (PCB 오른쪽 하단) 까지 진행됩니다.SC1104A는 PCB의 왼쪽 아래에 배치됩니다.

전원 회로 전류는 계층의 제어 회로를 통과하지 않으므로 제어 회로 연결을 전원 회로 연결과 분리할 필요가 없습니다.입력 콘센트가 PCB의 왼쪽 아래 모서리에 있는 경우

8가지 주요 사항:

1.바이패스 칩 콘덴서의 커패시터는 너무 커서는 안 된다.그 기생 직렬 전기 감응은 가능한 한 작다.여러 개의 병렬 콘덴서는 콘덴서의 임피던스 특성을 개선할 수 있습니다.

2. 센서의 기생 병렬 용량은 가능한 한 작아야 하며, 센서 핀과 용접판 사이의 거리는 가능한 한 멀어야 한다;

3. 지층에 어떠한 전원이나 신호 배선을 배치하지 않도록 한다.

4.고주파 회로의 면적은 가능한 한 줄여야 한다;

5. 방공은 고주파 전류가 지층에 있는 경로를 파괴해서는 안 된다;

6.시스템 보드의 서로 다른 회로는 서로 다른 접지를 필요로 하고, 서로 다른 회로의 접지와 전원 접지는 단일 지점을 통해 연결한다;

7.제어 칩 도착 효과관 구동 회로 회로의 상하단은 가능한 한 짧아야 한다;

8. 전원 공급 장치 회로와 제어 신호 회로 구성 요소를 스위치하려면 서로 다른 접지층에 연결해야 합니다.이 두 접지층은 일반적으로 하나의 점으로 연결됩니다.