PCB科技 - 光伏電源電路的PCB佈局

PCB尺寸

微控制器是Silicon Labs的EFM8 Sleepy Bee，左側（相對）較大的連接器直接連接到SiLabs USB調試轉接器。 這種連接器消耗了相當多的PCB空間，使得整體設計看起來比實際更大。

下圖顯示了 PCB電路板 尺寸（英寸）. The shorter horizontal size is my attempt to estimate how small the board could be if the debug connector were removed (and other components rearranged).

以下是其他一些减小電路板尺寸的方法：

. 我選擇了更大的無源元件IC（0805和1206），因為它們更容易組裝。 如果您計畫組裝電路板，您可能會考慮使用0603甚至0402（您可能會發現0402封裝中可以接受2.2mF電容器，但對於0.1mF電容器和電阻器，您可以使用0402）。

. 我為微控制器選擇了一個更大的封裝； 這是一個9mm x 9mm的QFP32。 32針無針封裝尺寸明顯更小（5毫米x 5毫米），24針無針封裝尺寸更小（4毫米x 4毫米）。 在我看來，大多數圍繞該電源構建的應用程序不需要超過幾個輸入/輸出引脚，囙此24引脚封裝可能是最佳選擇。 我使用32針設備是因為微控制器沒有任何其他引線（即非引線）封裝。

. 我提供32.768khz晶體振盪器用於即時時鐘應用； 它大約有0805組件的大小。 微控制器有一個內部低功率振盪器，其階數非常低（10%），囙此如果不需要計時，可以省略晶體。

. 電荷泵開關穩壓器目前有四個2.2mF輸出電容器，但只需要一個。

. LED及其電阻僅用於調試； 它們可以從最終設計中省略。

. 您可能認為可以消除與調試電源相關的所有電路（開關、LDO和兩個電容器）。 我不建議這樣做，因為太陽能不是固件開發和測試的方便來源。

雙重選擇

關於如何製作較小清單的後一項是將組件放在電路板的頂部和底部。 在我寫這篇文章的時候，我開始想知道整個電路是否適合與太陽能電池大小相對應的區域，這樣你就可以設計一個電路板，它的頂部只有太陽能電池，底部只有其他所有的東西。 我决定從示意圖中删除一些不必要的組件，並嘗試這個想法，下麵是我發現的（英寸）：

這是一個粗略的近似值，但是，正如你所看到的，我們非常接近將所有電路塞進太陽能電池佔據的PCB空間。

為了創建這個組件放置，我消除了四個輸出電容器中的3個，即晶體、LED和LED的電阻。 我還將微控制器包切換到QFN24。 無源組件仍然是1206和0805，但這些較大的套裝軟體可以補償以某種管道將微控制器連接到調試轉接器的需要。 當然沒有太多的佈線空間，但如果你可以使用四層板（並且在太陽能電池的頂部下方仍然有足够的空間），我認為這不是一個嚴重的障礙。

結論

我們討論了我最近設計的太陽能微控制器板的PCB佈局，我們還研究了一個更具空間優化的實現示例，其中PCB尺寸接近太陽能電池的尺寸。 如果您對低功耗嵌入式設備的空間限制設計有任何經驗，請隨時在評論中分享您的想法。