Технология PCB - В режиме переключателя PCB расположение индукторов подходит

Индукторы на pcb являются пассивными элементами, используемыми для хранения энергии в схемах и широко используются в электронных устройствах. С развитием науки и техники применение индуктивности на печатных платах (PCB) становится все более важным и стало неотъемлемой частью современной электроники.

В стабилизаторах переключателей, используемых для преобразования напряжения, используется индуктивное хранение энергии. Эти индукторы обычно имеют большие размеры и должны быть расположены в компоновке печатной платы (PCB) стабилизатора переключателя. Эта задача несложна, так как ток, протекающий через индуктор, может меняться, но не мгновенно. Изменения могут быть только непрерывными, как правило, относительно медленными.

Регулятор переключателя переключает ток между двумя различными путями. Это переключение очень быстрое и зависит от продолжительности края переключения. Линии, через которые протекает ток переключателя, называются тепловыми схемами или путями тока переменного тока, которые проводят ток в одном режиме переключения, а не в другом. В компоновке PCB площадь тепловых контуров должна быть меньше, а пути должны быть короче, чтобы свести к минимуму паразитную индуктивность на этих путях. Чувствительность паразитных линий создает ненужный дисбаланс напряжения и приводит к электромагнитным помехам (EMI).

Поэтому можно предположить, что размещение индукторов не имеет значения. Правильно поставить индуктор вне теплового контура, поэтому в этом случае расположение вторично. Однако есть некоторые правила, которым следует следовать. Чувствительные провода управления не должны быть проложены под индуктором (не на поверхности или под поверхностью PCB), внутренним слоем или задней частью PCB. Под воздействием электрического тока катушка создает магнитное поле, которое влияет на слабый сигнал в пути сигнала. В стабилизаторе переключателя ключевым каналом сигнала является обратная связь, которая соединяет выходное напряжение с IC стабилизатора переключателя или резистивным делителем напряжения.

Следует также отметить, что фактическая катушка имеет конденсаторные и индуктивные эффекты. обмотка соединяется непосредственно с узлом переключателя регулятора сброса давления. В результате напряжение в катушке изменяется так же сильно и быстро, как и на узле переключателя. Из - за короткого времени переключения в цепи и высокого входного напряжения существует значительный эффект связи с другими путями на PCB. Поэтому чувствительные линии должны быть удалены от катушек. Как видно из рисунка, желтый путь обратной связи находится на некотором расстоянии от катушки L1. Он расположен внутри платы.

Некоторые проектировщики схем даже не хотят, чтобы на базе PCB под катушкой был какой - либо медный слой. Например, даже в плоском слое заземления они обеспечивают вмятины под индукторами. Цель состоит в том, чтобы предотвратить образование вихрей в плоскости заземления под катушкой из - за магнитного поля катушки. В этом подходе нет ничего плохого, но было также высказано мнение о том, что плоскость заземления должна быть последовательной и не должна прерываться:

При проектировании PCB существуют следующие типы индукторов:

Индукторы с намоткой: индукторы, скрученные проводами высокой мощности и высокой индуктивности, для высокочастотных применений.

тонкопленочные индукторы: изготовленные с помощью тонкопленочной технологии, они малы и могут работать на высоких частотах для устройств с ограниченным пространством.

Ферритовые индукторы: использование ферритовых материалов в качестве магнитных сердечников, которые обеспечивают более высокие значения индуктивности, в основном для проектирования источников питания и фильтров.

Основные функции датчиков на PCB включают:

Фильтр: индуктор может быть соединен с конденсатором, чтобы сформировать низкочастотный или высокочастотный фильтр для минимизации шума и сглаживания источника питания.

Хранение энергии: В переключателе питания индуктор отвечает за хранение и высвобождение энергии для повышения эффективности питания.

Обработка сигналов: индукторы могут использоваться в сигнальных цепях для обработки сигналов определенной частоты, подавления нежелательных частот и улучшения качества сигнала.

На производительность датчиков влияет множество факторов, особенно рабочая частота. При низких частотах индукторы в основном проявляют электрическое сопротивление или индуктивное сопротивление. По мере увеличения частоты сопротивление постепенно увеличивается до достижения резонансной частоты, когда индуктор демонстрирует конденсаторные свойства. Выбор подходящего индуктора для обеспечения его стабильного значения индуктивности имеет решающее значение при проектировании.

При выборе индуктора для проектирования схемы необходимо учитывать следующие аспекты:

индуктивность: убедитесь, что выбранное значение индуктивности соответствует требованиям схемы, чтобы обеспечить производительность схемы.

Рабочая частота: выберите правильный тип индуктора с требуемыми частотными характеристиками для обеспечения оптимальной производительности.

Размер и мощность: Когда пространство в компоновке PCB ограничено, необходимо выбрать подходящий размер датчика для удовлетворения требований к мощности и оптимизировать проводку.

Управление теплом: индукторы генерируют тепло во время работы, и надлежащая компоновка для обеспечения хорошей теплоотдачи также является важным конструктивным соображением.

Плоскость заземления, используемая для защиты, эффективна и не прерывается.

Чем больше в ПХБ содержится меди, тем лучше эффект охлаждения.

Даже если возникают вихри, эти токи текут только локально, вызывая лишь небольшие потери и практически не влияя на функцию плоскости заземления.

Поэтому было решено, что даже под онлайн - кругом заземление должно оставаться полным.