Технология PCB - схема питания печатных плат

Распространенной проблемой импульсных источников питания являются "нестабильные" формы волны переключения. Иногда джиттер возникает в звуковой части, и магнитный компонент будет создавать звуковой шум.Если проблема в компоновке печатных плат,то найти причину может быть сложно. Правильная разводка печатной платы на начальном этапе проектирования импульсного источника питания очень важна.

Проектировщики должны хорошо знать технические детали и функциональные требования конечного продукта.Таким образом,начиная с проекта проектирования платы, разработчики истоки должны работать в тесном контакте с разработчиками схемы PCB на ключевых электрических схемах.

хорошее расположение дизайн может оптимизировать эффективность питания, снизить тепловое напряжение; Более того, она сводит к минимуму взаимодействие между шумом и дорожками регистрации и компонентами. для достижения этих целей конструкторы должны понимать пути передачи тока и поток сигнала внутри переключателя. для реализации правильной схемы электропитания без разъединения необходимо учитывать следующие элементы конструкции.

планирование размещения

для того чтобы получить оптимальное регулирование напряжения, переходные отклики нагрузки и эффективность системы, встроенное питание на большой платы цепи dc / dc должно быть приближено к устройству загрузки свести к минимуму интерцепционное сопротивление и проводимость на линии PCB. давление падает.обеспечение хорошего потока для ограничения теплового напряжения; если можно использовать принудительный охлаждение, питание должно быть близко к вентилятору.

Кроме того, крупные пассивные компоненты (например, индуктивности и электролитические конденсаторы) не должны блокировать воздушный поток через низкопрофильные полупроводниковые компоненты, установленные на поверхности, такие как MOSFET или ШИМ-регулятор мощности. Чтобы коммутационные помехи не влияли на аналоговые сигналы в системе, избегайте размещения чувствительных сигналов под напряжением; в противном случае для защиты необходимо разместить внутри слой между слоем питания и слоем малых сигналов.

ключом к этому является планирование расположения источников энергии и пространственного спроса на платы на ранних этапах проектирования и планирования системы. Иногда конструкторы игнорируют это предложение и концентрируют внимание на более "важных" или "захватывающих" схемах на больших системных досках. Управление питанием было признано постфактум чжугэ ляна, источник питания был размещен в дополнительном пространстве на платы. Этот метод очень негативно влияет на проектирование эффективного и надежного источника энергии.

For multilayer boards, хороший способ установить заземление постоянного тока или вход постоянного тока/выходное напряжение между слоем мощных элементов высокой тока и слоем сопровождения чувствительных малых сигналов. поведение пласта или слоя постоянного напряжения обеспечивает переменное заземление линии малой сигнализации, чтобы предотвратить помехи линии электропитания высокого шума и агрегатов питания.

Вообще говоря, ни плоскость заземления, ни плоскость постоянного напряжения многослойной печатной платы не должны быть разделены. Если такое разделение неизбежно, минимизируйте количество и длину дорожек на этих слоях, а расположение дорожек должно быть в том же направлении, что и сильный ток, чтобы минимизировать влияние.

Компоновка силового каскада

цепь питания переключателя можно разделить на две части цепи каскада мощности и цепи управления малым сигналом. схема уровня мощности содержит элементы, используемые для передачи больших токов. Обычно эти компоненты должны быть размещены сначала, а затем в определенной точке макета расставлены контуры управления небольшим сигналом.

линия высокого тока должна быть короткой и шириной, с тем чтобы свести к минимуму индуктивность PCB, сопротивление и падение давления. это особенно важно в тех случаях, когда регистрируются высокочастотные импульсные токи ди/ДТ.

A паразитная индуктивность PCB в пути к току с высоким уровнем ди / dt.из за паразитной индуктивности траектория импульсного тока не только излучает магнитное поле, но и генерирует звонки и пики напряжения на дорожках регистрации PCB и MOSFET.для минимизации индуктивности PCB импульсный контур тока (так называемый тепловой контур) должен быть расположен с минимальным периметром, а его траектория должна быть короткой и широкой.

Высокочастотный развязывающий конденсатор.все в порядке.X5R или X7R диэлектрический керамический конденсатор, он имеет очень низкий ESL (эффективная последовательная индуктивность) и ESR (эквивалентное последовательное сопротивление). Диэлектрики конденсаторов большего размера (например,Y5V) могут привести к значительному снижению значения емкости при различных напряжениях и температурах, Поэтому это не лучший материал CHF.

Приведен пример компоновки ключевого контура импульсного тока в преобразователе типа buck.Чтобы ограничить количество перепадов сопротивления и отверстий, силовые компоненты размещаются на одной стороне печатной платы,силовой кабель также размещается на одном слое.Когда необходимо направить определенную линию питания на другой слой,выбирают линию на пути непрерывного тока.При использовании виасов для соединения слоев печатной платы в контуре с высоким током используйте несколько виасов для минимизации импеданса.