Analyse de la conception PCB et CEM de l’alimentation

En parlant du problème difficile de l’alimentation du commutateur, PCB cloth plate problems is not very difficult, but if want to cloth up a refined PCB must be one of the difficulties in switching power supply (PCB design is not good, may cause no matter how to debug parameter debugging cloth out of the situation, so not scaremongering) when reason was the PCB board consideration or a lot of, such as: Performances électriques, parcours du processus, exigences de sécurité, impact CEM, etc. ; Parmi les facteurs à considérer, l’électricité est le plus fondamental, mais la CEM est le plus difficile à comprendre, et le goulot d’étranglement de nombreux projets réside dans la CEM. Ce qui suit de 22 directions pour partager la carte PCB et EMC.

1, circuit mature peut être un circuit EMI de conception PCB tranquillement

L’impact du circuit ci-dessus sur la CEM peut être imaginé, les filtres d’entrée sont ici ; Lightning-proof pressure sensitivity; Résistance R102 pour éviter le courant de choc (avec relais pour réduire les pertes); Key error mode X capacitance and Y capacitance with inductor filtering; There are fuses affecting the safety board; Chacun de ces dispositifs est d’une importance vitale, et la fonction et l’action de chaque dispositif doivent être soigneusement appréciées. The EMC severity level should be considered when designing the circuit, such as the number of filters to be set, the number and location of the y-capacitor quantity. The choice of pressure-sensitive size and quantity is closely related to our requirements for EMC. Welcome to discuss the seemingly simple EMI circuit that actually contains profound truths for each component.

2. Circuit et CEM : (la topologie principale flyback la plus familière, voyez quelles parties clés du circuit contiennent un mécanisme CEM)

The circled parts in the circuit in the figure above are very important for EMC (note that the green part is not), such as radiation. It is known that electromagnetic field radiation is spatial, but the basic principle is the change of magnetic flux, which involves the effective cross-sectional area of magnetic field, namely the corresponding loop in the circuit. The electric current can produce a magnetic field, which is stable and cannot be converted into an electric field. Mais un courant électrique changeant produit un champ magnétique changeant, et un champ magnétique changeant peut produire un champ électrique (en fait, c’est la célèbre équation de Maxwell et j’utilise un langage simple), et un champ électrique changeant peut également produire un champ. Assurez-vous donc de faire attention aux endroits où il y a des états marche/arrêt, c’est l’une des sources de l’EMC, et c’est l’une des sources de l’EMC. For example, the dotted line loop in the circuit is the opening and closing loop of the switch tube. Not only the switching speed can be adjusted during the design of the circuit, but also the area of the wiring loop of the layout board has an important influence on EMC! Les deux autres boucles sont des boucles d’absorption et des boucles de redressement, comprenez d’abord à l’avance, puis parlez !

3. Association entre la conception de PCB et la CEM

1.PCB loop has a very important influence on EMC, such as flyback main power loop. If it is too large, the radiation will be poor.

2. Filter wiring effect, filter is used to filter out interference, but if PCB wiring is not good, filter may lose the effect it should have.

3. La partie structure, la mise à la terre de la conception du radiateur n’est pas bonne, affectera la mise à la terre de la version blindée;

4. Si la partie sensible est trop proche de la source d’interférence, telle qu’un circuit EMI et un tube de commutation, cela entraînera inévitablement une mauvaise CEM et une zone d’isolement claire est requise.

5. Câblage de la boucle d’absorption RC.

6.Y capacitor grounding and wiring, and the position of Y capacitor is also critical!

I’m going to talk about this, and I’m going to talk about it more, but I’m going to give you a lead.

Voici un exemple rapide:

Comme indiqué dans la boîte en pointillés de la figure ci-dessus, le câblage de la broche du condensateur X a été en retrait. Vous pouvez apprendre à rendre le câblage des broches du condensateur externe (en utilisant le câblage de courant de compression). De cette façon, l’effet de filtrage du condensateur X peut atteindre le meilleur état.

4. Préparation pour la conception de PCB : (si vous êtes parfaitement préparé, la conception peut être stable étape par étape pour éviter que la conception ne soit renversée et ne recommence)

There are roughly the following aspects, are their own design process to consider, all the content has nothing to do with other tutorials, are just their own experience summary.

1. Appearance structure size, including positioning hole, air channel flow direction, input and output socket, need to match with the customer system, also need to communicate with the customer assembly problems, height limit and so on.

2. Safety certification, products do what kind of certification, where do the basic insulation creepage distance to leave enough, where do strengthen the insulation to leave enough distance or slot.

3. Packaging design: there is no special period, such as preparation for customized packaging.

4. Sélection de l’itinéraire de processus : sélection de panneau double à panneau unique ou panneau multicouche, en fonction du diagramme schématique et de la taille du panneau, du coût et d’une autre évaluation complète.

5. Other special requirements of customers.

The structure and process will be relatively more flexible, safety regulations or relatively fixed part, what certification to do, what safety standards, of course, there are some safety regulations are common in many standards, but there are also some special products such as medical treatment will be more stringent.

For the new entry engineer friends are not dazzled;

Next list some general products general, the following is summarized for IEC60065 specific cloth requirements, for safety needs to keep in mind, encounter specific products will be targeted processing:

1. La distance de la pastille du fusible d’entrée est supérieure à 3.0 mm comme l’exigent les réglementations de sécurité, et la plaque réelle est de 3.5 mm (en termes simples, la ligne de fuite du fusible est de 3.5 mm avant et de 3.0 mm après).

2. Before and after the rectifier bridge, the safety requirements are 2.0MM, and the plate layout is 2.5MM.

3. After rectification, safety regulations generally do not require, but the distance between high and low voltage is left according to the actual voltage, and 400V high voltage is left above 2.0mm.

4. Les règles de sécurité pour le premier étage exigent 6.4 mm (écart électrique) et la ligne de fuite doit être de 7.6 mm. (Notez que cela est lié à la tension d’entrée réelle, vous devez vous référer au tableau pour un calcul spécifique, les données fournies à titre de référence uniquement, sous réserve de la situation réelle)

5. Cold ground and hot ground are clearly marked for the first stage; La marque L, N, la marque INPUT AC INPUT, la marque d’avertissement de fusible et ainsi de suite doivent être clairement marquées ;

It is reiterated that the actual safety distance is related to the actual input voltage and the working environment, so it is necessary to refer to the table for specific calculation. The data provided is for reference only and shall prevail in the actual situation.

5. Consider other factors for PCB design safety

1. Comprendre la certification de leurs produits et à quelles catégories de produits ils appartiennent. Par exemple, le traitement médical, la communication, l’électricité, la télévision, etc. sont différents, mais il existe également de nombreuses similitudes.

2. Dans les règlements de sécurité, comprenez les caractéristiques d’isolation de l’endroit proche avec la carte PCB, quel endroit est l’isolation de base, quel endroit est l’isolation renforcée, la distance d’isolation standard différente n’est pas la même. Il est préférable de vérifier les normes et de calculer la distance électrique, la ligne de fuite.

3. Focus on the safety devices of the product, such as the relationship between the magnetism of the transformer and the original side;

4. Radiator and surrounding distance problem, radiator insulation is not the same as the ground is not the same, the ground is cold, hot insulation is the same cloth.

5. Special attention should be paid to the distance of insurance, requiring the strictest place. The distance between front and rear of the fuse is consistent.

6. Relation entre la capacité Y et le courant de fuite et le courant de contact.

Et ainsi de suite, il vous expliquera en détail comment laisser la distance, comment faire les consignes de sécurité.

6, conception de PCB de la disposition d’alimentation

1. Mesurez d’abord la taille du PCB et le nombre de composants, de manière à obtenir une bonne densité, ou une densité dense, clairsemée sera moche.

2. Modularisez le circuit, prenez les périphériques principaux comme centre et placez les périphériques clés en premier.

3. L’appareil est anti-positionnement vertical ou horizontal, l’un est beau, l’autre est un fonctionnement enfichable pratique, des circonstances particulières peuvent envisager l’inclinaison.

4. Take cabling into consideration and arrange the layout in the most reasonable position for subsequent cabling.

5. Réduisez autant que possible la zone de boucle pendant la mise en page. Les quatre boucles seront expliquées en détail plus loin.

Do the above points, of course, flexible use, more reasonable layout will be born soon.

Ce qui suit est le premier PCB vierge que j’ai dessiné, il y a de nombreuses années, c’était très difficile à finir, il peut y avoir un petit problème au milieu, mais la disposition générale vaut la peine d’être apprise :

In this figure, the power density is still relatively high. The control part of LLC, the auxiliary source part and the BUCK circuit driver (high-power multi-channel output) part are on the small board, which is not taken out. Let’s take a look at the layout characteristics of the main power:

1. Les bornes d’entrée et de sortie sont fixes et ne peuvent pas être déplacées. Le plateau est rectangulaire.

Ici, la disposition est de bas en haut, de gauche à droite, et la dissipation de chaleur dépend de la coque.

Le circuit 2.EMI est toujours dans le sens d’écoulement clair, ce qui est très important, sinon ce n’est pas beau et mauvais pour EMC.

3. The position of large capacitor should consider PFC loop and LLC main power loop as far as possible;

4. The current of the side side is relatively large. In order to run the current and dissipate the heat of the rectifier tube, this layout is adopted. La couche supérieure de haute puissance devient généralement négative et la couche inférieure devient positive.

Each board has its own characteristics, of course, also has its own difficulties, how to reasonably solve the key, we can understand the layout of reasonable selection of meaning?

7. Appréciation des exemples de PCB

I think it is a good place to do it. Of course, there will always be defects, which can also be pointed out. It is not easy for a single panel to be so compact, so you can use this board to learn and discuss! Behind will also be for this board to explain learning, we first enjoy.

8. Understanding of the four loops of PCB design :(the basic requirement of PCB layout is the small area of the four loops)

De plus, la boucle d’absorption (absorption RCD, absorption RC du tube MOS et absorption RC du tube redresseur) est également très importante, qui est également la boucle qui génère le rayonnement haute fréquence. Si vous avez des questions sur la figure ci-dessus, n’hésitez pas à en discuter. Nous n’avons peur d’aucune question.

9. Point chaud de conception de PCB (point de potentiel flottant) et fil de terre :

Questions nécessitant une attention particulière:

1. Pay special attention to hot spots (high-frequency switching points), which are high-frequency radiation points. Cable layout has a great impact on EMC.

2. La boucle formée par les points chauds est petite et le câblage est court, et le câblage n’est pas aussi épais que possible, mais tant que le courant est suffisant.

3. Le câble de terre doit être mis à la terre en un seul point. La masse d’alimentation principale et la masse du signal sont séparées, la masse d’échantillonnage va séparément.

4. La masse du radiateur doit être connectée à la masse d’alimentation principale.