چگونه از تداخل الکترومغناطیسی PCB در طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ جلوگیری کنیم؟

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

ipcb

1. از طرح شماتیک گرفته تا فرآیند طراحی PCB برای ایجاد پارامترهای مؤلفه – «لیست اصلی ورودی – «تنظیمات پارامتر طراحی – «طرح دستی» – سیم‌کشی دستی – «طراحی تأیید» – بررسی – «خروجی CAM».

دو، 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 ولتاژ قابل تحمل مناسب باشد. هنگامی که تراکم سیم کشی کم است، فاصله خطوط سیگنال را می توان به طور مناسب افزایش داد. برای خطوط سیگنال با فاصله زیاد بین سطوح بالا و پایین، فاصله باید تا حد امکان کوتاه باشد و فاصله باید افزایش یابد. به طور کلی فاصله ردیابی را روی 8 میل تنظیم کنید. 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.

سوم، تمرین چیدمان اجزا ثابت کرده است که حتی اگر طراحی شماتیک مدار درست باشد، برد مدار چاپی به درستی طراحی نشده باشد، این امر بر قابلیت اطمینان تجهیزات الکترونیکی اثر نامطلوبی خواهد داشت. به عنوان مثال، اگر دو خط موازی نازک برد چاپی نزدیک به هم باشند، شکل موج سیگنال به تأخیر می افتد و نویز منعکس شده در پایانه 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 حلقه جریان است:

(1) مدار AC سوئیچ برق

(2) مدار AC یکسو کننده خروجی

(3) منبع سیگنال ورودی حلقه جریان

(4) حلقه جریان بار خروجی حلقه ورودی خازن ورودی را از طریق جریان DC تقریبی شارژ می کند. خازن فیلتر عمدتا به عنوان ذخیره انرژی باند پهن عمل می کند. به طور مشابه، خازن فیلتر خروجی نیز برای ذخیره انرژی فرکانس بالا از یکسو کننده خروجی استفاده می شود. در همان زمان، انرژی DC مدار بار خروجی حذف می شود. بنابراین پایانه های خازن های فیلتر ورودی و خروجی بسیار مهم است. مدارهای جریان ورودی و خروجی فقط باید به ترتیب از پایانه های خازن فیلتر به منبع تغذیه متصل شوند. اگر اتصال بین مدار ورودی/خروجی و مدار 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 حلقه های AC باید قبل از سایر خطوط چاپ شده در منبع تغذیه قرار گیرند. سه جزء اصلی هر حلقه عبارتند از خازن های فیلتر، کلیدهای برق یا یکسو کننده ها، سلف ها یا ترانسفورماتورها. آنها را در کنار یکدیگر قرار دهید و موقعیت اجزا را تنظیم کنید تا مسیر فعلی بین آنها تا حد امکان کوتاه شود. بهترین راه برای ایجاد طرح منبع تغذیه سوئیچینگ مشابه طراحی الکتریکی آن است. بهترین فرآیند طراحی به شرح زیر است:

• ترانسفورماتور را قرار دهید

• طراحی حلقه جریان سوئیچ برق

• حلقه جریان یکسو کننده خروجی را طراحی کنید

• مدار کنترل متصل به مدار برق AC

• طراحی حلقه منبع جریان ورودی و فیلتر ورودی حلقه بار خروجی و فیلتر خروجی را با توجه به واحد عملکردی مدار طراحی کنید.