Jak se vyhnout elektromagnetickému rušení PCB při návrhu spínaného zdroje?

V jakémkoli designu spínacího zdroje je fyzický design PCB deska je poslední odkaz. Pokud je metoda návrhu nesprávná, může deska plošných spojů vyzařovat příliš mnoho elektromagnetického rušení a způsobit nestabilní provoz napájecího zdroje. Následující záležitosti vyžadují pozornost v každém kroku analýzy:

ipcb

1. Od schématu k procesu návrhu desky plošných spojů ke stanovení parametrů součástek – „princip vstupu netlist – „nastavení parametrů návrhu – „manuální rozvržení“ – ruční zapojení – „návrh ověření-“ recenze – „výstup CAM“.

Za druhé, nastavení parametrů Vzdálenost mezi sousedními vodiči musí splňovat požadavky na elektrickou bezpečnost a pro usnadnění provozu a výroby by tato vzdálenost měla být co největší. Minimální rozestup musí vyhovovat alespoň tolerovanému napětí. Když je hustota vodičů nízká, lze rozteč signálních vedení přiměřeně zvětšit. U signálových vedení s velkou mezerou mezi vysokou a nízkou úrovní by měl být rozestup co nejkratší a rozestup by měl být zvětšen. Obecně nastavte vzdálenost trasování na 8mil. Vzdálenost mezi okrajem vnitřního otvoru podložky a okrajem tištěné desky by měla být větší než 1 mm, což může zabránit vadám podložky při zpracování. Když jsou spoje připojené k destičkám tenké, spojení mezi destičkami a destičkami by mělo být navrženo do tvaru kapky. Výhodou toho je, že podložky nelze snadno sloupnout, ale stopy a podložky nelze snadno odpojit.

Za třetí, praxe rozmístění součástek prokázala, že i když je schéma zapojení správné, deska s plošnými spoji není správně navržena, bude to mít nepříznivý vliv na spolehlivost elektronického zařízení. Pokud jsou například dvě tenké paralelní čáry desky s tištěnými spoji blízko u sebe, tvar vlny signálu bude zpožděn a na terminálu přenosové linky se vytvoří odražený šum. Výkon klesá, takže při navrhování desky s plošnými spoji byste měli věnovat pozornost správné metodě.

Každý spínaný napájecí zdroj má čtyři proudové smyčky:

(1) vypínač střídavého obvodu

(2) výstupní střídavý obvod usměrňovače

(3) proudová smyčka zdroje vstupního signálu

(4) Proudová smyčka výstupní zátěže Vstupní smyčka nabíjí vstupní kondenzátor přibližným stejnosměrným proudem. Filtrační kondenzátor funguje především jako širokopásmový zásobník energie; podobně výstupní filtrační kondenzátor slouží také k ukládání vysokofrekvenční energie z výstupního usměrňovače. Současně je eliminována stejnosměrná energie výstupního zátěžového obvodu. Proto jsou vývody vstupních a výstupních filtračních kondenzátorů velmi důležité. Vstupní a výstupní proudové obvody by měly být připojeny k napájení pouze ze svorek filtračního kondenzátoru; pokud spojení mezi vstupním/výstupním obvodem a obvodem vypínače/usměrňovače nelze připojit ke kondenzátoru Svorka je přímo připojena a střídavá energie bude vyzařována do okolí vstupním nebo výstupním filtračním kondenzátorem. Střídavý obvod vypínače a střídavý obvod usměrňovače obsahují lichoběžníkové proudy s vysokou amplitudou. Harmonické složky těchto proudů jsou velmi vysoké. Frekvence je mnohem vyšší než základní frekvence spínače. Špičková amplituda může dosahovat až 5násobku amplitudy kontinuálního vstupního/výstupního stejnosměrného proudu. Doba přechodu je obvykle asi 50 ns. Tyto dvě smyčky jsou nejvíce náchylné k elektromagnetickému rušení, takže tyto AC smyčky musí být umístěny před ostatními tištěnými řádky v napájecím zdroji. Tři hlavní součásti každé smyčky jsou filtrační kondenzátory, výkonové spínače nebo usměrňovače, induktory nebo transformátory. Umístěte je vedle sebe a upravte polohu součástí tak, aby byla aktuální cesta mezi nimi co nejkratší. Nejlepší způsob, jak vytvořit rozložení spínaného zdroje napájení, je podobný jeho elektrickému návrhu. Nejlepší proces návrhu je následující:

• Umístěte transformátor

• Navrhněte proudovou smyčku vypínače

• Navrhněte proudovou smyčku výstupního usměrňovače

• Řídicí obvod připojený k napájecímu obvodu střídavého proudu

• Navrhněte smyčku zdroje vstupního proudu a vstupní filtr Navrhněte smyčku výstupní zátěže a výstupní filtr podle funkční jednotky obvodu.