Data PCB - Hubungan antara bentangan dan bekalan kuasa penggantian papan PCB

Kerana ciri-ciri penukaran bekalan kuasa penukaran, ia mudah menyebabkan bekalan kuasa penukaran menghasilkan gangguan elektromagnetik yang besar. Sebagai jurutera bekalan kuasa, jurutera kompatibilitas elektromagnetik, atau jurutera bentangan papan PCB, and a mesti faham sebab masalah kompatibilitas elektromagnetik dan mengambil tindakan, terutama jurutera Bentangan, perlu faham bagaimana untuk mengelakkan pengembangan titik kotor, - artikel ini terutama memperkenalkan titik utama desain papan PCB bekalan kuasa dibincangkan.29 hubungan asas antara bentangan dan papan PCB1. Beberapa prinsip asas: mana-mana wayar mempunyai impedance; semasa sentiasa memilih laluan impedance secara automatik; intensiti radiasi berkaitan dengan kawasan semasa, frekuensi, dan loop; gangguan mod umum berkaitan dengan kapasitas bersama isyarat dv/dt besar ke tanah; Prinsip untuk mengurangi EMI dan meningkatkan kemampuan anti-gangguan adalah sama.2. Bentangan patut dikongsi mengikut bekalan kuasa, analog, digital kelajuan tinggi dan setiap blok fungsi.3. Minimumkan kawasan loop di/dt besar dan kurangkan panjang (atau kawasan, lebar garis isyarat dv/dt besar). Peningkatan kawasan jejak akan meningkatkan kapasitas yang disebarkan. Pendekatan umum ialah: lebar jejak Cuba untuk menjadi sebanyak mungkin, tetapi buang bahagian yang berlebihan), dan cuba berjalan dalam garis lurus, mengurangkan kawasan tertutup tersembunyi untuk mengurangi radiasi.4. Percakapan salib induktif terutamanya disebabkan oleh loop di/dt yang besar (antena loop), dan intensiti induksi adalah proporsional kepada induksi bersama-sama, jadi lebih penting untuk mengurangkan induksi bersama-sama dengan isyarat ini (cara utama ialah mengurangkan kawasan loop dan meningkatkan jarak); Percakapan salib seksual terutamanya dijana oleh isyarat dv/dt besar, dan intensiti induksi adalah proporsional dengan kapasitas bersama. Semua mengurangkan kapasitas bersama dengan isyarat ini (cara utama ialah mengurangkan kawasan sambungan yang berkesan dan meningkatkan jarak. Kapsitas bersama menurun semasa jarak meningkat. Lebih cepat) lebih kritikal5. Guna prinsip pembatalan loop sebanyak yang mungkin untuk melalui laluan, dan mengurangi lagi kawasan loop di/dt besar (sama dengan pasangan berputar, guna prinsip pembatalan loop untuk meningkatkan kemampuan anti-gangguan dan meningkatkan jarak transmisi).

6. Mengurangi kawasan loop tidak hanya mengurangi radiasi, tetapi juga mengurangi induksi loop, membuat prestasi sirkuit lebih baik.7. Mengurangi kawasan loop memerlukan kita untuk merancang laluan kembali setiap jejak.8. Apabila papan PCB berbilang disambung melalui sambungan, ia juga diperlukan untuk mempertimbangkan membuat kawasan loop mencapai, terutama untuk isyarat di/dt besar, isyarat frekuensi tinggi atau isyarat sensitif. Kabel isyarat sepadan dengan kabel tanah, dan kedua-dua kabel yang paling dekat mungkin. Jika perlu, wayar pasangan berpasangan boleh digunakan untuk menyambung (panjang setiap wayar pasangan berpasangan berpasangan sepadan dengan nombor integer ganda panjang setengah-gelombang bunyi). Jika anda membuka kes komputer, anda boleh melihat bahawa antaramuka USB dari papan ibu ke panel depan tersambung dengan kabel pasangan yang berpasangan. Ia boleh dilihat bahawa sambungan pasangan berputar penting untuk anti-gangguan dan mengurangi radiasi.9. Untuk kabel data, cuba mengatur lebih banyak wayar tanah dalam kabel, dan membuat wayar tanah ini disebarkan secara bersamaan dalam kabel, yang boleh mengurangi kawasan loop.10. Walaupun beberapa garis sambungan antara papan adalah isyarat frekuensi rendah, kerana isyarat frekuensi rendah ini mengandungi banyak bunyi frekuensi tinggi (melalui kondukti dan radiasi), ia mudah untuk radiasi bunyi ini jika ia tidak dikendalikan dengan betul.11. Apabila kabel, pertama pertimbangkan jejak semasa tinggi dan jejak yang cenderung kepada radiasi.12. Tukar bekalan kuasa biasanya mempunyai 4 gelung semasa: input, output, switch, dan freewheeling. Antara mereka, gelung semasa input dan output hampir semasa langsung, hampir tiada emi dijana, tetapi ia mudah diganggu; gelung semasa bertukar dan mengemudi bebas mempunyai di/dt yang lebih besar, yang memerlukan perhatian.13. Sirkuit pemacu pintu tub mos (igbt) biasanya juga mengandungi di/dt.14 besar. Jangan letak sirkuit isyarat kecil, seperti sirkuit kawalan dan analog, di dalam arus besar, frekuensi tinggi dan sirkuit tenaga tinggi untuk mengelakkan gangguan.15. Kurangkan kawasan gelung isyarat sensitif (sensitif) dan panjang jejak untuk mengurangi gangguan.16. Jejak isyarat kecil jauh dari garis isyarat dv/dt yang besar (seperti tiang C atau tiang D dari tabung tukar, penimbal (snubber) dan rangkaian tepat) untuk mengurangkan sambungan, dan tanah (atau bekalan kuasa, dalam pendek, sering isyarat Potensial) untuk mengurangkan sambungan lebih lanjut, dan tanah seharusnya berada dalam hubungan yang baik dengan pesawat tanah. Pada masa yang sama, jejak isyarat kecil seharusnya sejauh mungkin dari garis isyarat di/dt besar untuk mencegah salib induktif. Jangan jejak isyarat kecil dibawah isyarat dv/dt besar. Jika jejak isyarat kecil dibelakang (tanah yang sama), isyarat bunyi yang disambungkan dengannya juga boleh dikurangkan.17. Pendekatan yang lebih baik adalah meletakkan tanah di sekitar dan di belakang jejak isyarat besar dv/dt dan di/dt (termasuk tiang C/D peranti tukar dan sink panas tub tukar), dan menggunakan lapisan atas dan bawah untuk mendarat. Sambung melalui lubang, dan sambungkan tanah ini ke titik tanah biasa (biasanya tiang E/S tabung tukar, atau resistor sampel) dengan jejak impedance rendah. Ini boleh mengurangkan EMI radiasi. Harus dicatat bahawa tanah isyarat kecil tidak boleh disambung ke tanah perisai ini, jika tidak ia akan memperkenalkan gangguan yang lebih besar. Jejak dv/dt besar biasanya pasang gangguan ke radiator dan tanah dekat melalui kapasitas bersama. Sambungkan radiator paip tukar ke tanah perisai. Penggunaan peranti tukar lekapan permukaan juga akan mengurangi kapasitas bersama-sama, dengan itu mengurangi sambungan.18. Jangan guna botol untuk jejak yang cenderung mengganggu, kerana ia akan mengganggu semua lapisan yang melalui melalui.19. Perlindungan boleh mengurangi EMI radiasi, tetapi kerana meningkat kapasitas ke tanah, dilakukan EMI (mod umum, atau mod perbezaan ekstrinsik) akan meningkat, tetapi selagi lapisan perilindung ditetapkan dengan betul, ia tidak akan meningkat banyak . Ia boleh diangkat dan dianggap dalam rancangan sebenar.20. Untuk mencegah gangguan penghalang umum, gunakan satu titik pendaratan dan bekalan kuasa dari satu titik.

21. Tukar bekalan kuasa biasanya mempunyai tiga sebab: kuasa input tanah semasa tinggi, kuasa output tanah semasa tinggi, dan tanah kawalan isyarat kecil. Kaedah sambungan tanah dipaparkan dalam diagram berikut:22. Apabila mendarat, sifat tanah perlu dihukum dahulu, dan kemudian sambungan perlu dibuat. Tanah untuk pemampilan sampel dan penyampilan ralat biasanya sepatutnya disambung ke tiang negatif kondensator output. Isyarat pengumpulan biasanya akan diambil dari tiang positif kondensator output. Kegangguan impedance umum. Biasanya tanah kawalan dan tanah pemacu IC tidak dikeluarkan secara terpisah. Pada masa ini, pengendalian utama penentang sampel ke tanah atas mesti sebanyak mungkin untuk mengurangi gangguan pengendalian umum dan meningkatkan ketepatan sampel semasa.23 Rangkaian penentang tegangan output dekat dengan penyampai ralat bukannya output. Ini kerana isyarat impedance rendah kurang susah untuk gangguan daripada isyarat impedance tinggi. Jejak pengumpulan patut sekuat mungkin untuk mengurangi bunyi yang ditangkap.24. Perhatikan bentangan induktif yang jauh dan bertentangan satu sama lain untuk mengurangi induktif bersama, terutama induktif penyimpanan tenaga dan induktif penapis.25. Perhatikan bentangan apabila kondensator frekuensi tinggi dan kondensator frekuensi rendah digunakan secara selari, dan kondensator frekuensi tinggi dekat dengan pengguna26. Pergangguan frekuensi rendah adalah secara umum mod berbeza (dibawah 1M), dan gangguan frekuensi tinggi adalah umum mod umum, biasanya dipasang melalui radiasi.27. Jika isyarat frekuensi tinggi disambung dengan pemimpin input, ia mudah membentuk EMI (mod umum). Anda boleh meletakkan cincin magnetik pada pemimpin input dekat dengan bekalan kuasa. Jika EMI dikurangkan, ia menunjukkan masalah ini. Solusi untuk masalah ini adalah untuk mengurangi sambungan atau mengurangi EMI sirkuit. Jika bunyi frekuensi tinggi tidak ditapis bersih dan dilakukan ke pemimpin input, EMI (mod berbeza) juga akan bentuk. Pada masa ini, cincin magnetik tidak dapat menyelesaikan masalah. Rentetan dua induktor frekuensi tinggi (simetrik) dimana pemimpin input dekat dengan bekalan kuasa. Kekurangan menunjukkan bahawa masalah ini wujud. Cara untuk menyelesaikan masalah ini adalah untuk memperbaiki penapisan, atau untuk mengurangi generasi bunyi frekuensi tinggi dengan penimbal, tepukan dan cara lain.28. Keukuran mod perbezaan dan mod biasa semasa.29. Penapis EMI seharusnya sebanyak mungkin kepada baris masuk, dan laluan baris masuk seharusnya sebanyak mungkin untuk minimumkan sambungan antara tahap depan dan belakang penapis EMI. Garis masuk dilindungi dengan tanah chassis (kaedah diterangkan di atas). Penapis EMI output patut dilayan sama. Cuba meningkatkan jarak antara baris masuk dan jejak isyarat dv/dt tinggi, yang patut dianggap dalam bentangan papan PCB.