PCB 블로그 - PCB 보드 스위치 전원 공급 장치와 레이아웃의 관계

스위치 전원의 스위치 특성으로 인해 스위치 전원에 비교적 큰 전자기 호환성 간섭이 발생하기 쉽다.전원 엔지니어, 전자 호환성 엔지니어 또는 PCB 보드 레이아웃 엔지니어로서 전자 호환성 문제의 원인을 이해하고 조치를 취해야 합니다. 특히 레이아웃 엔지니어는 더러운 점의 확대를 피하는 방법을 알아야합니다.이 문서에서는 전원 공급 장치 PCB 보드의 설계 요점을 소개합니다. 29 레이아웃과 PCB 보드의 기본 관계 1.몇 가지 기본 원리: 어떤 도선에도 저항이 있다;전류는 항상 임피던스 경로를 자동으로 선택합니다.복사 강도는 전류, 주파수 및 루프 면적과 관련이 있습니다.공통모드 간섭은 큰 dvd/dt 신호가 땅에 대한 상호 용량과 관련이 있다;EMI를 낮추는 것과 방해에 대한 저항력을 높이는 원리는 비슷하다.레이아웃은 전원, 아날로그, 고속 디지털 및 각 기능 블록에 따라 구분해야 합니다.큰 di/dt 루프의 면적을 최소화하고 큰 dv/dt 신호선의 길이 (또는 면적, 너비) 를 줄입니다.흔적선 면적의 증가는 분포용량을 증가시킬 것이다.일반적인 방법은 흔적선의 너비는 가능한 한 크지만 여분의 부분을 제거해야 한다), 그리고 가능한 한 직선으로 가고, 그 숨겨진 폐쇄 면적을 줄여 방사능을 줄이는 것이다.감응 직렬 교란은 주로 큰 di/dt 루프 (루프 안테나) 로 인해 발생하며, 감응 강도는 상호 감지에 정비례하기 때문에 이러한 신호와 상호 감지를 줄이는 것이 더 중요하다 (주요 방법은 루프 면적을 줄이고 거리를 늘리는 것이다).성 직렬 교란은 주로 큰 dvd/dt 신호에 의해 발생하며, 감응 강도는 상호 용량과 정비례한다.이 모든 신호는 유효 결합 면적을 줄이고 거리를 늘리는 것이 주요 방법인 상호 커패시터를 감소시킵니다. 거리가 증가함에 따라 상호 커패시터가 감소합니다. 더 빠릅니다.가능한 한 루프 상쇄의 원리를 사용하여 라우팅하고 큰 di/dt 루프의 면적을 더 줄입니다 (이중 교수선과 유사하며 루프 상쇄의 원리를 사용하여 간섭 방지 능력을 향상시키고 전송 거리를 증가시킵니다).

6.루프 면적을 줄이면 방사능이 감소할 뿐만 아니라 루프 감지도 감소시켜 회로 성능을 더욱 좋게 한다.반복 영역을 줄이려면 각 궤적의 반환 경로를 설계해야 합니다.여러 PCB 보드가 커넥터를 통해 연결될 때 루프 면적, 특히 큰 di/dt 신호, 고주파 신호 또는 민감한 신호에 대해서도 고려해야 합니다.신호선은 접지선에 해당하며 이 두 선은 가능한 한 가깝습니다.필요한 경우 쌍교선을 사용하여 연결할 수 있습니다 (각 쌍교선의 길이는 노이즈 반파장의 정수 배에 해당).컴퓨터 케이스를 열면 마더보드에서 전면 패널까지의 USB 인터페이스가 이중 교수선으로 연결되어 있는 것을 볼 수 있습니다.이로부터 알수 있는바 쌍교선련결은 교란에 대항하고 복사를 감소시키는데 중요한 의의가 있다.데이터 케이블의 경우 루프 면적을 효과적으로 줄일 수 있도록 케이블에 더 많은 지선을 배치하고 균일하게 케이블에 배치합니다. 10.일부 보드 간 연결선은 저주파 신호이지만 이러한 저주파 신호는 다량의 고주파 소음(전도와 복사를 통해)을 포함하기 때문에 잘못 처리하면 이러한 소음을 쉽게 복사할 수 있습니다. 11.배선할 때는 먼저 고전류 흔적선과 방사능에 취약한 흔적선을 고려한다. 12.스위치 전원 공급 장치에는 일반적으로 입력, 출력, 스위치 및 재흐름 등 4개의 전류 회로가 있습니다.그 중 입력과 출력 전류 회로는 거의 직류로 emi가 거의 발생하지 않지만 방해를 받기 쉽다;스위치와 속류 전류 회로는 비교적 큰 di/dt를 가지고 있으므로 주의해야 한다.mos (igbt) 튜브의 그리드 구동 회로는 일반적으로 큰 di/dt.14를 포함합니다.큰 전류, 고주파 및 고압 회로에 제어 및 아날로그 회로와 같은 작은 신호 회로를 배치하지 마십시오. 15.간섭을 줄이기 위해 감지 (민감) 신호 루프 면적과 흔적 선 길이를 줄입니다. 16.작은 신호 흔적선은 큰 dvd/dt 신호선 (예를 들어 스위치 튜브의 C극이나 D극, 버퍼 (버퍼) 와 비트 네트워크) 에서 멀리 떨어져 결합을 줄이고, 접지 (또는 전원, 간단히 말해서, 일반적으로 전위 신호) 로 결합을 더 줄이며, 접지는 접지 평면과 잘 접촉해야 한다.이와 동시에 작은 신호흔적선은 될수록 큰 di/dt신호선에서 멀리 떨어져있어 전감직렬교란을 방지해야 한다.큰 dvd/dt 신호에서 작은 신호를 추적하지 마십시오.만약 작은 신호 흔적선의 뒷면이 접지 (같은 접지) 할 수 있다면, 그것에 결합된 소음 신호도 줄일 수 있다. 17.더 좋은 방법은 이러한 큰 dv/dt 및 di/dt 신호 흔적 선 (스위치 장치의 C/D 극과 스위치 파이프 히트싱크 포함) 의 주변과 뒷면에 바닥을 깔고 상층과 하층을 사용하여 접지하는 것입니다.구멍을 통해 연결하고 임피던스가 낮은 공용 접지 (일반적으로 스위치 튜브의 E/S 극 또는 샘플링 임피던스) 에 접지를 연결합니다.이것은 방사선의 EMI를 줄일 수 있습니다.주의해야 할 점은 작은 신호의 접지는 반드시 이 차폐접지에 련결될수 없으며 그렇지 않을 경우 더욱 큰 교란을 도입하게 된다.큰 dvd/dt 흔적선은 일반적으로 상호 용량을 통해 방사선과 부근의 땅에 간섭을 결합시킨다.스위치 파이프 히트싱크를 차폐 접지에 연결합니다.표면 장착 스위치 부품의 사용도 상호 용량을 감소시켜 결합을 감소시킨다. 18.구멍이 통과하는 모든 층을 방해하므로 간섭하기 쉬운 흔적선에 구멍을 사용하지 마십시오. 19.차폐는 방사선의 EMI를 줄일 수 있지만, 대지 용량의 증가로 전도된 EMI(공동 모드 또는 비본징차 모드)는 증가하지만, 차폐층이 제대로 접지되는 한 많이 증가하지 않는다.실제 설계에서 무게를 재고 고려할 수 있습니다. 20.공저항 방해를 방지하기 위해 약간의 접지와 약간의 전력 공급을 사용한다.

21.스위치 전원은 일반적으로 세 개의 접지가 있다: 입력 전원 큰 전류 접지, 출력 전원 높은 전류 접지, 작은 신호 제어 접지.다음 그림과 같이 접지 방법: 22.접지할 때는 먼저 접지의 성질을 판단한 다음 연결해야 한다.샘플링과 오차 증폭의 접지는 일반적으로 출력 콘덴서의 음극에 연결되어야 한다.샘플링 신호는 일반적으로 출력 콘덴서의 양극에서 꺼내야 한다.공저항 간섭.일반적으로 IC의 제어 접지 및 구동 접지는 별도로 내보내지 않습니다.이때 샘플링 임피던스는 공임피던스 방해를 줄이고 전류 샘플링의 정확성을 높이기 위해 지상의 지시선에 대한 임피던스를 최대한 줄여야 한다. 23출력 전압 샘플링 네트워크는 출력이 아닌 오차증폭기에 가깝다.저임피던스 신호가 고임피던스 신호보다 방해를 받기 쉽지 않기 때문이다.샘플링 흔적선은 가능한 한 서로 가까이 가서 줍는 소음을 줄여야 한다.감각의 배치는 멀리 떨어져 있고 서로 수직이어야 하며, 특히 에너지 저장 감각과 필터 감각을 줄여야 한다. 25.고주파 콘덴서와 저주파 콘덴서를 병렬로 사용할 때, 배치에 주의하고, 고주파 콘덴서가 사용자에게 접근한다. 26.저주파 간섭은 일반적으로 차형 (1M 이하), 고주파 간섭은 일반적으로 공통 모델이며 일반적으로 방사선 결합을 통해 이루어집니다.고주파 신호가 입력 지시선에 결합되면 EMI(공동형)가 쉽게 형성됩니다.너는 전원에 가까운 입력 지시선에 자기 고리를 놓을 수 있다.EMI가 낮아지면 이 문제가 발생합니다.이 문제의 해결책은 회로의 결합을 줄이거나 EMI를 줄이는 것입니다.고주파 노이즈가 제대로 필터링되지 않고 입력 지시선으로 전달되면 EMI(차형)도 형성됩니다.이제 마그네틱 루프가 문제를 해결할 수 없습니다.두 개의 고주파 센서 (대칭) 를 연결하고 입력 지시선이 전원에 가깝습니다.감소는 이 문제가 있음을 나타냅니다.이 문제를 해결하는 방법은 필터를 개선하거나 버퍼링, 비트 고정 등의 수단을 통해 고주파 소음의 발생을 줄이는 것이다.차형과 공통형 전류의 측정 29.EMI 필터는 가능한 한 입력선에 가깝고 입력선의 경로설정은 가능한 한 짧아 EMI 필터의 앞과 뒷 사이의 결합을 최소화해야 합니다.입력은 섀시 접지를 사용하여 차단합니다 (위에서 설명한 방법).EMI 필터를 출력할 때는 이와 유사하게 처리해야 합니다.진입선과 높은 dvd/dt 신호 흔적선 사이의 거리를 최대한 늘리는 것은 PCB 보드 배치에서 고려해야 한다.