PCB 기술 - 태양광 전원 회로 PCB 레이아웃

PCB 크기

마이크로컨트롤러는 Silicon Labs의 EFM8 Sleepy Bee이며, 왼쪽의 (상대적) 다롄 커넥터는 Silicon Labs USB 디버그 어댑터와 직접 연결됩니다.이 커넥터는 PCB 공간이 상당히 많이 소모되어 전체 설계가 실제보다 더 커 보인다.

다음 그림은 인치 단위의 PCB 보드 크기를 보여 줍니다.더 짧은 수평 크기는 디버그 커넥터를 제거하고 다른 어셈블리를 재배열하는 경우 보드가 얼마나 작을지 추정하는 것입니다.

다음은 보드 크기를 줄이는 몇 가지 다른 방법입니다.

. 더 큰 패시브 컴포넌트 IC (0805 및 1206) 를 선택했습니다. 조립이 더 쉽기 때문입니다.회로 기판을 조립할 계획이라면 0603 또는 0402를 사용하는 것을 고려할 수도 있습니다 (0402 패키지에서 수용 가능한 2.2 ° F 콘덴서를 찾을 수도 있지만 0.1 ° F 콘덴서와 저항기의 경우 0402를 사용할 수 있습니다).

. 마이크로컨트롤러를 위해 더 큰 패키지를 선택했습니다.9mm x 9mm QFP32입니다.32핀 무침 패키징 크기는 현저히 작음(5mm x 5mm), 24핀 무침 패키징 크기는 작음(4mm x 4mm).이러한 전원 공급 장치를 중심으로 구축된 대부분의 애플리케이션은 I/O 핀을 여러 개 초과할 필요가 없으므로 24핀 패키지가 가장 적합할 수 있습니다.마이크로컨트롤러에 다른 지시선 (즉, 지시선이 아님) 패키지가 없기 때문에 32핀 장치를 사용했습니다.

.I는 실시간 클럭 애플리케이션에 32.768khz 트랜지스터 발진기를 제공합니다.약 0805 어셈블리 크기입니다.마이크로컨트롤러에는 내부 저전력 발진기가 있어 도수가 매우 낮기 때문에 (± 10%) 시간을 잴 필요가 없다면 결정체를 생략할 수 있다.

전하펌프 스위치 안정기는 현재 2.2°F 출력 콘덴서 4개가 있지만 하나만 있으면 된다.

LED 및 저항은 디버깅에만 사용됩니다.최종 설계에서 생략할 수 있습니다.

. 전원 공급 장치 디버깅과 관련된 모든 회로 (스위치, LDO 및 콘덴서 2개) 를 제거할 수 있다고 생각할 수 있습니다.태양열은 펌웨어 개발과 테스트의 편리한 원천이 아니기 때문에 나는 이렇게 하는 것을 권장하지 않는다.

이중 선택

작은 목록을 만드는 방법에 대한 다음 항목은 어셈블리를 보드의 위쪽과 아래쪽에 배치하는 것입니다.내가 이 글을 썼을 때, 나는 전체 회로가 태양 전지 크기의 구역에 적합한지 의심하기 시작했다. 이렇게 하면 너는 회로 기판을 설계할 수 있다. 태양 전지만 위에 놓고 다른 것은 모두 아래에 둘 수 있다.나는 원리도에서 불필요한 구성 요소를 제거하기로 결정하고 다음이 내 발견 (인치) 이라는 아이디어를 시도합니다.

이것은 대략적인 근사치이지만, 보시다시피, 우리는 거의 모든 회로를 태양 전지가 차지하는 PCB 공간에 집어넣어야 합니다.

이 구성 요소 레이아웃을 만들기 위해 나는 4개의 출력 콘덴서 중 3개, 즉 결정체, LED, LED의 저항을 제거했다.또한 마이크로컨트롤러 패키지를 QFN24로 변환했습니다.소스 없는 구성 요소는 여전히 1206과 0805이지만, 이러한 큰 패키지는 어떤 방식으로든 마이크로컨트롤러를 디버그 어댑터에 연결해야 하는 수요를 보상할 수 있다.물론 배선공간이 많지 않지만 만약 당신이 4층판을 사용할수 있다면 (태양에네르기전지아래의 상단에는 여전히 충분한 공간이 있다.) 나는 이것이 엄중한 장애라고 생각하지 않는다.

결론

우리는 이미 내가 최근에 설계한 태양에네르기마이크로컨트롤러판의 PCB배치를 토론했으며 또 더욱 공간최적화의 실현예시를 연구했는데 그중 PCB크기는 태양에네르기전지의 크기에 접근한다.저전력 내장형 장치의 공간 제한 설계에 대한 경험이 있다면 언제든지 의견을 공유하십시오.