Технология PCB - Переключить схему PCB питания

Хорошая конструкция компоновки PCB оптимизирует эффективность, снижает тепловое напряжение и минимизирует шум и влияние между линиями следа и компонентами. Все это проистекает из понимания дизайнерами путей электропроводки и сигнальных потоков в источнике питания.

Когда прототип силовой панели включается впервые, лучше всего, чтобы он не только работал, но и был тихим и низкокалорийным. Однако такие случаи встречаются нечасто.

Одной из распространенных проблем с переключателем питания является « нестабильная» форма волны переключателя. Иногда форма волны дрожит в полосе частот, и магнитные компоненты создают звуковой шум. Если проблема связана с макетом печатной платы, может быть трудно найти причину. Поэтому правильная компоновка PCB имеет решающее значение на начальном этапе проектирования переключателя питания.

Дизайнер питания должен иметь хорошее представление о технических деталях и функциональных требованиях конечного продукта. Поэтому, начиная с проекта проектирования платы, дизайнер питания должен тесно сотрудничать с дизайнером компоновки PCB в ключевых компоновках питания.

Хорошая конструкция макета может оптимизировать эффективность мощности и снизить тепловое напряжение; Более того, он минимизирует шум и взаимодействие между следами и компонентами. Чтобы достичь этих целей, дизайнер должен понять путь передачи тока и поток сигнала внутри источника питания переключателя. Для достижения правильной компоновки источника питания с несвязанными переключателями необходимо иметь в виду следующие элементы конструкции.

Планирование расположения

Для встроенного DC / DC питания на больших платах, чтобы получить оптимальное регулирование напряжения, переходную реакцию нагрузки и эффективность системы, необходимо приблизить выход мощности к нагруженному устройству и свести к минимуму сопротивление соединения и проводимость на пути PCB. Давление падает. Обеспечить хороший поток воздуха для ограничения теплового напряжения; Если возможно принудительное охлаждение воздуха, источник питания должен находиться вблизи вентилятора.

Кроме того, большие пассивные элементы (такие как индукторы и электролитические конденсаторы) не должны блокировать поток воздуха через полупроводниковые элементы, установленные на низких поверхностях, такие как мощные MOSFET или PWM - контроллеры. Для предотвращения аналоговых сигналов в системе шумовых помех переключателя следует, насколько это возможно, избегать размещения чувствительных сигнальных линий под источником питания; В противном случае для защиты необходимо разместить внутренний заземленный слой между силовым слоем и небольшим сигнальным слоем.

Ключевым моментом является планирование местоположения источника питания и потребностей в пространстве панели на ранних этапах проектирования и планирования системы. Иногда дизайнеры игнорируют это предложение и сосредотачивают свое внимание на более « важном» или « захватывающем» контуре на большой системной плате. Управление питанием рассматривается как идея постфактум, и питание размещается на дополнительном пространстве на монтажной плате. Этот метод крайне вреден для эффективной и надежной конструкции источника питания.

Для многослойных пластин хорошим способом является размещение заземления DC или слоя входного / выходного напряжения DC между слоями силовых элементов с высоким током и чувствительными слоями малого сигнального следа. Заземленный слой или слой напряжения DC обеспечивает заземление AC для защиты небольших сигнальных линий от помех от высокошумных силовых линий и силовых компонентов.

Как правило, ни плоскость заземления многослойного PCB, ни плоскость напряжения постоянного тока не должны быть разделены. Если такое разделение неизбежно, попробуйте уменьшить количество и длину следов на этих слоях, и расположение следов должно быть в том же направлении, что и высокий ток, чтобы минимизировать воздействие.

Распределение уровней мощности

Схема питания переключателя может быть разделена на две части: схема уровня мощности и схема PCB управления малым сигналом. Схема уровня мощности содержит компоненты, используемые для передачи больших токов. Как правило, эти компоненты должны быть размещены сначала, а затем небольшая схема управления сигналом должна быть размещена в определенной точке макета.

Маршруты с высоким током должны быть короткими и широкими, чтобы свести к минимуму индуктивность, сопротивление и падение напряжения PCB. Этот аспект особенно важен для трассировочных линий с высоким импульсным током di / dt.