Berita PCB - Bentangan PCB bagi penukaran bekalan kuasa beberapa ringkasan titik utama

Name Para desainer boleh membezakan pada diagram sirkuit ini komponen sirkuit kuasa dari komponen sirkuit isyarat kawalan. Masalahnya boleh menjadi serius jika desainer memperlakukan semua komponen bekalan kuasa seolah-olah ia adalah komponen sirkuit digital. Biasanya diperlukan pertama untuk mengetahui laluan arus PCB frekuensi tinggi bekalan kuasa, dan untuk membezakan antara sirkuit kawalan isyarat kecil dan komponen sirkuit kuasa dan kawalan mereka.

Secara umum, litar kuasa bekalan kuasa terutamanya termasuk kondensator penapis input, kondensator penapis output, induktor penapis, dan feTS kuasa atas dan rendah. Sirkuit kawalan terutamanya termasuk cip kawalan PWM, kondensator bypass, sirkuit tali bot, pembahagi tekanan balas balik dan sirkuit pembayaran balas balik.

Skema bekalan kuasa menukar langkah-bawah biasa (input 12V, output 3.3V/15A) [sirkuit kawalan kuasa (garis tipis), sirkuit kuasa (garis tebal)] Bentangan sirkuit kuasa PCB

Pemasangan dan kabel yang betul bagi peranti bekalan kuasa pada PCB akan menentukan sama ada keseluruhan bekalan kuasa berfungsi dengan betul. Penjana mesti pertama-tama memahami bentuk gelombang tekanan dan semasa menukar peranti kuasa bekalan kuasa.

Berikut menunjukkan bentuk gelombang semasa dan tegangan pada komponen sirkuit kuasa bekalan kuasa bertolak-turun.

Oleh kerana semasa mengalir melalui kondensator penapis input (Cin), mosFEt atas (S1) dan MOSfets bawah (S2) ialah semasa ac dengan frekuensi tinggi dan nilai puncak, kawasan loop yang bentuk oleh CIN-S1-S2 patut dikurangkan. Pada masa yang sama, kawasan loop yang terdiri dari kondensator penapis S2, L dan output (Cout) patut dikurangkan.

Kuasa tukar Semasa dan Tekanan dalam sirkuit

Jika seorang desainer gagal membuat sirkuit kuasa PCB seperti yang dilihat dalam artikel ini, ia mungkin membuat kuasa PCB yang salah seperti yang dipaparkan di bawah.

Pemasangan dan kawalan peranti kuasa penukaran kuasa tidak betul

Terdapat banyak ralat dalam bentangan PCB ini:

Kerana ESL besar Cin, kemampuan penapisan frekuensi tinggi Cin pada dasarnya hilang; Kedua, kawasan loop CIN-S1-S2 dan S2-L-Cout terlalu besar, dan bunyi elektromagnetik yang dijana akan menyebabkan gangguan besar kepada bekalan kuasa sendiri dan sirkuit sekeliling. Ketiga, pads L terlalu dekat satu sama lain, menghasilkan CP terlalu besar dan mengurangkan fungsi penapisan frekuensi tinggi; Keempat, pemimpin pad Cout terlalu panjang, mengakibatkan kehilangan fungsi penapisan frekuensi tinggi ESL terlalu besar.

Ini adalah litar kuasa yang lebih baik untuk kabel PCB. Kawasan loop cIN-S1-S2 dan S2-L-Cout telah dikawal.

Sambungan antara sumber S1, pembuangan S2 dan L adalah satu potongan pad tembaga. Kerana tekanan di titik sambungan ini adalah frekuensi tinggi, S1, S2 dan L perlu sangat dekat bersama. Walaupun kawat antara L dan Cout tidak mempunyai arus frekuensi tinggi dengan nilai puncak, kawat yang lebih luas boleh mengurangi kehilangan impedance DC dan meningkatkan efisiensi bekalan kuasa.

Jika kos membenarkan, bekalan kuasa boleh menjadi PCB dengan dua sisi yang sepenuhnya tersambung ke tanah, tetapi perlu dijaga untuk menghindari garis kuasa dan isyarat di tanah. Kondensator cip ditambah ke port input dan output bekalan kuasa untuk meningkatkan prestasi penapisan frekuensi tinggi bekalan kuasa.

Bentangan litar kawalan kuasa PCB

Bentangan PCB sirkuit kawalan kuasa juga sangat penting. Bentangan tidak masuk akal akan menyebabkan tenaga dan oscilasi output bekalan kuasa. Garis kawalan patut ditempatkan pada pinggir sirkuit kuasa, bukan di tengah loop AC frekuensi tinggi. Kondensator bypass sepatutnya dekat dengan VCC dan GND cip. Penegang pembahagi balas juga meletakkan

ed dekat cip. Gelung yang memandu cip ke MOSFEts juga perlu disimpan sebaik mungkin.

Titik as as bentangan kuasa: gelung sirkuit pemacu dari cip kawalan ke fET atas dan bawah sepatutnya singkat yang mungkin.

Contoh bentangan PCB untuk menukar bekalan kuasa

Kita lihat dalam artikel bahawa peta permukaan komponen bekalan kuasa PCB selangkah turun biasa. Pemegang PWM dengan kos rendah (Semtech SC1104A) digunakan dalam bekalan kuasa ini. Lapisan bawah PCB adalah lapisan tanah lengkap. Tiada pemisahan antara formasi kuasa PCB dan formasi kawalan.

Boleh dilihat bahawa litar kuasa bekalan kuasa dari soket input (kiri atas PCB) melalui kondensator penapis input (C1, C2), S1, S2, L1, kondensator penapis output (C10, C11, C12, C13), sepanjang jalan ke soket output (kanan bawah PCB). SC1104A ditempatkan di bawah kiri PCB.

Kerana arus litar kuasa tidak melewati litar kawalan pada lapisan, tidak perlu memisahkan sambungan litar kawalan dari sambungan litar kuasa. Jika soket input ditempatkan di bawah kiri PCB, maka

8 pengambilan besar:

1. Kapensiensi kapasitor cip bypass tidak sepatutnya terlalu besar, dan induksi siri parasit sepatutnya sebanyak mungkin. Multiple capacitors in parallel can improve the impedance characteristics of the capacitor;

2. Kapensiensiensi shunt parasitik induktor sepatutnya sebanyak mungkin, dan jarak antara pin induktor dan pads sepatutnya sebanyak mungkin;

3. Lupakan meletakkan mana-mana kawat kuasa atau isyarat pada stratum;

4. Kawasan loop frekuensi tinggi patut dikurangkan sebanyak mungkin;

5. Tempatan lubang tidak patut menghancurkan laluan semasa frekuensi tinggi pada formasi;

6. Sirkuit berbeza di papan sistem memerlukan pendaratan berbeza, dan pendaratan sirkuit berbeza disambung dengan pendaratan bekalan kuasa melalui satu titik;

7. cip kawalan ke bahagian atas dan bawah loop sirkuit pemacu paip kesan medan sepatutnya singkat yang mungkin;

8. Tukar sirkuit kuasa bekalan kuasa dan komponen sirkuit isyarat kawal perlu disambung ke lapisan tanah yang berbeza. Dua lapisan tanah ini secara umum tersambung melalui satu titik