در هر طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ ، طراحی فیزیکی از برد PCB آخرین لینک است اگر روش طراحی نامناسب باشد، PCB ممکن است تداخل الکترومغناطیسی زیادی ایجاد کند و باعث شود منبع تغذیه ناپایدار کار کند. موارد زیر مواردی هستند که در تحلیل هر مرحله نیاز به توجه دارند.

1. جریان طراحی از شماتیک به PCB

ایجاد پارامترهای مؤلفه – «لیست اصلی ورودی -» تنظیمات پارامتر طراحی – «طرح دستی – «سیم کشی دستی -» طراحی تأیید – «بازبینی -» خروجی CAM.

2. تنظیم پارامتر

فاصله بین سیم های مجاور باید بتواند الزامات ایمنی الکتریکی را برآورده کند و به منظور تسهیل عملیات و تولید، فاصله باید تا حد امکان گسترده باشد. حداقل فاصله باید حداقل برای تحمل مناسب باشد

ولتاژ

هنگامی که تراکم سیم کشی کم است، فاصله خطوط سیگنال را می توان به طور مناسب افزایش داد. برای خطوط سیگنال با سطوح بالا و پایین، فاصله باید تا حد امکان کوتاه باشد و فاصله باید افزایش یابد. به طور کلی، فاصله سیم کشی 8 میلی متر تنظیم شده است. فاصله بین لبه سوراخ داخلی پد و لبه تخته چاپی باید بیشتر از 1 میلی متر باشد که می تواند از عیوب پد در هنگام پردازش جلوگیری کند. هنگامی که ردهای متصل به پدها نازک هستند، اتصال بین پدها و ردپاها باید به شکل قطره طراحی شود. مزیت این کار این است که لنت ها به راحتی جدا نمی شوند، اما ردپاها و لنت ها به راحتی جدا نمی شوند.

3. طرح جزء

تمرین هم این را ثابت کرده است

جریان

طرح شماتیک درست است و برد مدار چاپی به درستی طراحی نشده است.

الکترونیکی

قابلیت اطمینان تجهیزات تأثیر منفی می گذارد. به عنوان مثال، اگر دو خط موازی نازک برد چاپی نزدیک به هم باشند، شکل موج سیگنال به تاخیر می افتد و نویز منعکس شده در ترمینال خط انتقال ایجاد می شود. عملکرد کاهش می یابد، بنابراین هنگام طراحی برد مدار چاپی، باید به اتخاذ روش صحیح توجه کنید. هر منبع تغذیه سوئیچینگ دارای چهار جریان است

حلقه:

مدار AC سوئیچ برق

مدار AC یکسو کننده خروجی

حلقه جریان منبع سیگنال ورودی

حلقه ورودی حلقه جریان بار خروجی

یک جریان تقریباً DC را به ورودی منتقل کنید

ظرفیت خازنی

برای شارژ، خازن فیلتر عمدتا به عنوان ذخیره انرژی پهنای باند عمل می کند. به طور مشابه، خازن فیلتر خروجی نیز برای ذخیره انرژی فرکانس بالا از یکسو کننده خروجی و در عین حال حذف انرژی DC حلقه بار خروجی استفاده می شود. بنابراین پایانه های خازن های فیلتر ورودی و خروجی بسیار مهم است. حلقه های جریان ورودی و خروجی فقط باید به ترتیب از پایانه های خازن فیلتر به منبع تغذیه متصل شوند. اگر اتصال بین حلقه ورودی/خروجی و حلقه سوئیچ/یکسو کننده قدرت را نتوان به خازن وصل کرد ترمینال مستقیماً متصل است و انرژی AC توسط خازن فیلتر ورودی یا خروجی به محیط تابش می شود.

مدار AC سوئیچ برق و مدار AC یکسو کننده دارای جریان های ذوزنقه ای با دامنه بالا هستند. مولفه های هارمونیک این جریان ها بسیار زیاد است. فرکانس بسیار بیشتر از فرکانس اصلی سوئیچ است. دامنه پیک می تواند تا 5 برابر دامنه جریان پیوسته ورودی/خروجی DC باشد. زمان انتقال معمولاً حدود 50 ثانیه است. این دو حلقه بیشتر مستعد تداخل الکترومغناطیسی هستند، بنابراین این حلقه‌های AC باید قبل از خطوط چاپی دیگر در منبع تغذیه قرار بگیرند. سه جزء اصلی هر حلقه عبارتند از خازن های فیلتر، کلیدهای برق یا یکسو کننده ها،

اندوکتانس

ترانسفورماتور

در صورت قرار گرفتن در کنار یکدیگر، موقعیت اجزا را تنظیم کنید تا مسیر فعلی بین آنها تا حد امکان کوتاه شود.

بهترین راه برای ایجاد یک طرح منبع تغذیه سوئیچینگ مشابه طراحی الکتریکی آن است. بهترین فرآیند طراحی به شرح زیر است:

1. ترانسفورماتور را قرار دهید

2. حلقه جریان سوئیچ برق را طراحی کنید

3. حلقه جریان یکسو کننده خروجی را طراحی کنید

4. مدار کنترل متصل به مدار برق AC

حلقه منبع جریان ورودی و ورودی را طراحی کنید

فیلتر

هنگام طراحی حلقه بار خروجی و فیلتر خروجی با توجه به واحد عملکردی مدار، هنگام چیدمان تمام اجزای مدار، باید اصول زیر رعایت شود:

اولین چیزی که باید در نظر بگیرید اندازه PCB است. هنگامی که اندازه PCB خیلی بزرگ باشد، خطوط چاپ شده طولانی خواهند بود، امپدانس افزایش می یابد، توانایی ضد نویز کاهش می یابد و هزینه افزایش می یابد. اگر اندازه PCB خیلی کوچک باشد، اتلاف گرما خوب نخواهد بود و خطوط مجاور به راحتی مختل می شوند. بهترین شکل برد مدار مستطیل شکل است که نسبت ابعاد آن 3:2 یا 4:3 است. اجزای واقع در لبه برد مدار معمولاً کمتر از 2 میلی متر از لبه برد مدار فاصله ندارند. هنگام قرار دادن قطعات، لحیم کاری آینده را در نظر بگیرید، نه خیلی متراکم. قطعات باید به طور یکنواخت، منظم و فشرده روی PCB چیده شوند، سرب ها و اتصالات بین قطعات را به حداقل رسانده و کوتاه کنند و خازن جداکننده باید تا حد امکان به VCC دستگاه نزدیک باشد. مدارهایی که در فرکانس های بالا کار می کنند باید اجزا را در نظر بگیرند. پارامترهای توزیع به طور کلی، مدار باید تا حد امکان موازی باشد. به این ترتیب نه تنها زیباست، بلکه نصب و لحیم کاری آن آسان است و تولید انبوه نیز آسان است. موقعیت هر واحد مدار عملکردی را با توجه به جریان مدار ترتیب دهید، به طوری که چیدمان برای جریان سیگنال مناسب باشد و سیگنال تا حد امکان سازگار باشد. اولین اصل چیدمان اطمینان از سیم کشی سیم کشی است. هنگام جابجایی دستگاه به اتصال سرنخ های پرنده توجه کنید و دستگاه های متصل را در کنار هم قرار دهید تا منطقه حلقه را تا حد امکان کاهش دهید تا تداخل تشعشعی منبع تغذیه سوئیچینگ مهار شود.

4 سیم کشی

منبع تغذیه سوئیچینگ حاوی سیگنال های فرکانس بالا است. هر خط چاپ شده روی PCB می تواند به عنوان یک آنتن عمل کند. طول و عرض خط چاپی بر امپدانس و اندوکتانس آن تأثیر می گذارد و در نتیجه بر پاسخ فرکانسی تأثیر می گذارد. حتی خطوط چاپی که سیگنال‌های DC را ارسال می‌کنند می‌توانند به سیگنال‌های فرکانس رادیویی از خطوط چاپی مجاور متصل شوند و باعث مشکلات مدار شوند (حتی تابش مجدد سیگنال‌های تداخل). بنابراین، تمام خطوط چاپی که جریان AC را عبور می دهند باید به گونه ای طراحی شوند که تا حد امکان کوتاه و عریض باشند، به این معنی که تمام اجزای متصل به خطوط چاپی و سایر خطوط برق باید بسیار نزدیک قرار گیرند.

طول خط چاپی متناسب با اندوکتانس و امپدانس آن است و عرض با اندوکتانس و امپدانس خط چاپی متناسب است. طول منعکس کننده طول موج پاسخ خط چاپی است. هر چه طول آن بیشتر باشد، فرکانس خط چاپی می تواند امواج الکترومغناطیسی را ارسال و دریافت کند کمتر می شود و می تواند انرژی فرکانس رادیویی بیشتری را ساطع کند. با توجه به اندازه جریان برد مدار چاپی، سعی کنید عرض خط برق را افزایش دهید تا مقاومت حلقه کاهش یابد. در عین حال، جهت خط برق و خط زمین را با جهت جریان مطابقت دهید که به افزایش توانایی ضد نویز کمک می کند. ارت شاخه پایینی چهار حلقه جریان منبع تغذیه سوئیچینگ است. نقش مهمی به عنوان یک نقطه مرجع مشترک برای مدار دارد و روشی مهم برای کنترل تداخل است. بنابراین محل قرارگیری سیم اتصال زمین باید در چیدمان به دقت مورد توجه قرار گیرد. مخلوط کردن زمین های مختلف باعث عملکرد ناپایدار منبع تغذیه می شود.