Teknik PCB - Name

Mengapa bentangan PCB yang baik penting?

Setiap jejak PCB 2.5cm mempunyai induksi jejak sekitar 20nH. Nilai induktan tepat bergantung pada tebal, lebar dan geometri jejak, tetapi berdasarkan pengalaman, ia secara umum boleh mengambil 20nH/2.5cm. Berasumsi bahawa pengatur buck menyediakan arus output 5A, and a akan melihat suis semasa dari 0A ke 5A. Apabila semasa bertukar besar dan masa bertukar pendek, formula berikut boleh digunakan untuk mengira induksi jejak kecil Berapa banyak ofset tegangan dijana:

Anggap panjang wayar ialah 2.5cm (20nH), arus output ialah 5A (arus tukar 5A dalam pengatur buck), dan masa tukar switch kuasa MOSFET ialah 30ns, kemudian ofset tegangan akan menjadi 3.33V.

Ia boleh dilihat bahawa induktan jejak hanya 2.5 cm boleh menghasilkan ofset tegangan yang besar. Shift ini walaupun sering menyebabkan kegagalan lengkap bekalan kuasa mod-tukar. Letakkan kondensator input beberapa sentimeter jauh dari pin input pengatur tukar biasanya akan menyebabkan bekalan kuasa tukar gagal. Pada papan sirkuit dengan bentangan yang salah, jika bekalan kuasa tukar masih boleh berfungsi, ia akan menghasilkan gangguan elektromagnetik yang sangat besar (EMI).

Dalam formula di atas, satu-satunya parameter yang boleh diubah ialah induksi jejak. Jejak boleh dibuat secepat mungkin untuk mengurangi induksi jejak. Kabel tembaga yang lebih tebal juga membantu mengurangi induksi. Kerana kuasa yang diperlukan oleh muatan ditetapkan, parameter semasa tidak dapat diubah. Untuk masa penukaran, ia boleh diubah, tetapi biasanya tidak mahu berubah. Perlambat masa tukar boleh mengurangkan ofset tegangan yang dijana, dengan itu mengurangkan EMI, tetapi kehilangan tukar akan meningkat, dan and a perlu bekerja pada frekuensi tukar yang lebih rendah dan menggunakan peranti kuasa yang mahal dan besar.

cari jejak semasa AC

Dalam bentangan PCB bagi bekalan kuasa mod tukar, kriteria yang paling penting adalah untuk membuat jejak AC sebagai pendek yang mungkin dalam beberapa cara. Jika anda dapat mengikuti peraturan ini dengan berhati-hati, layout papan sirkuit yang baik boleh dikatakan telah berjaya 80%. Untuk mencari ACs ini yang mengubah semasa dari "semasa penuh" ke "tiada semasa" dalam masa pendek (masa pertukaran) Jalan, lukis diagram skematik tiga kali. Ia adalah bekalan kuasa mod tukar langkah-bawah mudah. Dalam diagram skematik di atas, aliran semasa pada masa dilukis dengan garis garis. Dalam diagram skematik tengah, aliran semasa masa matikan dilukis dengan garis garis. Skema di bawah sangat berharga. Di sini, semua jejak di mana perubahan semasa dari masa pada masa lepas dilukis.

Melalui kaedah ini, anda boleh mudah mencari jejak AC semasa mana-mana topologi bekalan kuasa mod-tukar.

Apabila menilai bentangan papan sirkuit yang wujud dan penghalaan, cara yang baik adalah untuk mencetaknya pada kertas dan meletakkan papan plastik transparen, dan kemudian menggunakan pena warna berbeza untuk melukis semasa masa pembukaan dan masa tutup. Arah aliran dan kabel AC yang sepadan. Walaupun kita cenderung berfikir bahawa tugas relatif sederhana ini boleh dilakukan dalam fikiran kita, kita sering membuat kesalahan kecil dalam proses berfikir. Oleh itu, ia sangat disarankan untuk melukis garis pada kertas.

Nyalakan bentangan dan laluan PCB yang baik

Kabel AC pengatur buck. Ia mesti dicatat bahawa beberapa jejak tanah juga jejak AC, dan juga perlu disimpan secepat mungkin. Selain itu, untuk laluan semasa AC ini, disarankan untuk tidak menggunakan mana-mana botol, kerana induktan botol juga cukup tinggi. Ada sedikit pengecualian untuk peraturan ini. Jika laluan AC tidak menggunakan vias, ia akan menyebabkan induksi jejak yang lebih besar daripada melalui sendiri, jadi ia dicadangkan untuk menggunakan vias. Beberapa butang selari lebih baik daripada menggunakan hanya satu melalui.

Contoh bentangan papan sirkuit menggunakan pengatur langkah-bawah ADP2300. Periksa sama ada kabel AC dalam figur ditetapkan mengikut laluan paling pendek mutlak.

Sambungan A ditetapkan dalam laluan yang paling pendek yang mungkin, kerana sambungan sisi-tinggi C2 boleh disambung ke MOSFET (pin 5 ADP2300, iaitu pin Vin) dengan jejak yang paling pendek.

Sambungan B adalah jejak antara pin 6 (pin SW) dan sisi katod diod D1. Kita juga nampak jejak itu pendek yang mungkin untuk mengurangi induksi jejak.

Sambungan C ialah jejak antara anod diod D1 dan sambungan tanah C2. Pad PCB kedua-dua peranti ini bersebelahan satu sama lain dan mempunyai induksi jejak terrendah. Selain itu, ia juga membantu bahawa arus AC tidak melewati pesawat tanah yang tenang. Pesawat tanah seharusnya hanya digunakan sebagai tekanan rujukan, dan lebih baik tiada semasa (terutama tiada semasa AC) mengalir melalui pesawat tanah. Via di sebelah C2 menyambungkan kawasan tanah pada lapisan atas PCB ke tanah pada lapisan bawah, tetapi tiada AC semasa mengalir melalui vias ini.

Pertimbangan khusus untuk induksi

Dalam terma EMI, inductance juga perlu dipertimbangkan. Peranti sebenar tidak simetrik seperti yang ramai orang fikir. Induktor mempunyai inti magnetik, dan inti magnetik mengelilingi wayar. Pengangin sentiasa mempunyai akhir permulaan dan akhir. Akhir permulaan disambung dengan pembangian dalaman induktor, dan akhir disambung dengan pembangian luar induktor. Mula pembangian biasanya ditanda dengan titik pada peranti. Sangat penting untuk menyambungkan hujung permulaan ke nod tukar bunyi dan hujung ke tegangan yang tenang. Untuk pengatur buck, tekanan tenang adalah tekanan output. Dengan cara ini, tenaga tetap pada angin luar boleh melindungi tenaga nod AC pada angin dalaman secara elektrik, sehingga EMI bekalan kuasa akan lebih rendah.

Ngomong-ngomong, yang disebut induktor perisai adalah sama. Di luar induktor perisai dengan kemampuan magnetik tertentu menggunakan bahan perisai tertentu, yang akan memperketat kebanyakan garis kuasa magnetik di sisi pakej. Namun, bahan ini hanya boleh menekan medan magnet, bukan medan elektrik. Tengah AC pada angin luar adalah kebanyakan masalah disebabkan oleh sambungan elektrik atau kapasitif, dan bahan perisai induktor perisai tidak menghalang sambungan seperti itu. Oleh itu, induktor perisai juga perlu ditempatkan pada papan sirkuit untuk menyambungkan nod penyukar bunyi ke permulaan penyukaran untuk mengurangi EMI.

Asas bagi bentangan papan sirkuit yang baik untuk bekalan kuasa mod tukar

Jalan teknik biasanya tidak mengajar bagaimana untuk mencapai layout papan sirkuit yang baik. Pelajaran RF frekuensi tinggi akan mempelajari pentingnya pengendalian jejak, tetapi jurutera yang perlu membina bekalan kuasa sistem mereka sendiri biasanya tidak menganggap bekalan kuasa sebagai sistem frekuensi tinggi, dan mengabaikan pentingnya layout papan sirkuit dan routing. Kebanyakan masalah disebabkan oleh bentangan papan sirkuit dan kabel yang tidak sesuai boleh ditakrif kepada jejak semasa AC tidak terkawal sebagai pendek dan kompat yang mungkin. Memahami alasan di belakang papan sirkuit layout panduan yang diterangkan dalam artikel ini dan terus mengikutinya akan mengurangkan sebarang isu berkaitan dengan rancangan PCB dengan bekalan kuasa mod-tukar.