Bagaimana melakukan desain PCB switching power supply?

Dalam setiap desain catu daya switching, desain fisik dari: Papan PCB adalah tautan terakhir. Jika metode desain tidak tepat, PCB dapat memancarkan terlalu banyak interferensi elektromagnetik dan menyebabkan catu daya bekerja tidak stabil. Berikut ini adalah hal-hal yang perlu diperhatikan dalam setiap langkah analisis.

ipcb

1. Aliran desain dari skema ke PCB

Tetapkan parameter komponen-“netlist prinsip input -” pengaturan parameter desain-“tata letak manual-“pengkabelan manual -” desain verifikasi-“tinjauan -” output CAM.

2. Pengaturan parameter

Jarak antara kabel yang berdekatan harus dapat memenuhi persyaratan keselamatan listrik, dan untuk memfasilitasi operasi dan produksi, jarak harus selebar mungkin. Jarak minimum harus setidaknya cocok untuk menanggung

Tegangan

Ketika kerapatan kabel rendah, jarak garis sinyal dapat ditingkatkan dengan tepat. Untuk jalur sinyal dengan level tinggi dan rendah, jaraknya harus sesingkat mungkin dan jaraknya harus ditingkatkan. Umumnya, jarak kabel diatur ke 8mil. Jarak antara tepi lubang bagian dalam pad dan tepi papan cetak harus lebih besar dari 1mm, yang dapat menghindari cacat pad selama pemrosesan. Ketika jejak yang terhubung ke bantalan tipis, koneksi antara bantalan dan jejak harus dirancang menjadi bentuk jatuh. Keuntungan dari ini adalah bantalan tidak mudah terkelupas, tetapi jejak dan bantalan tidak mudah dilepas.

3. Tata letak komponen

Latihan telah membuktikan bahwa

sirkit

Desain skema sudah benar, dan papan sirkuit tercetak tidak dirancang dengan benar.

elektronik

Keandalan peralatan terpengaruh. Misalnya, jika dua garis paralel tipis pada papan cetak berdekatan, bentuk gelombang sinyal akan tertunda dan kebisingan yang dipantulkan akan terbentuk di terminal saluran transmisi. Performanya menurun, jadi saat mendesain papan sirkuit tercetak, Anda harus memperhatikan penerapan metode yang benar. Setiap catu daya switching memiliki empat arus

lingkaran:

Saklar daya sirkuit AC

Rangkaian AC penyearah keluaran

Loop arus sumber sinyal input

Output beban loop input loop saat ini

Lewatkan kira-kira arus DC ke input

kapasitansi

Untuk pengisian, kapasitor filter terutama berfungsi sebagai penyimpanan energi broadband; demikian pula, kapasitor filter keluaran juga digunakan untuk menyimpan energi frekuensi tinggi dari penyearah keluaran dan pada saat yang sama menghilangkan energi DC dari loop beban keluaran. Oleh karena itu, terminal kapasitor filter input dan output sangat penting. Loop arus input dan output hanya boleh dihubungkan ke catu daya masing-masing dari terminal kapasitor filter; jika koneksi antara loop input/output dan sakelar daya/loop penyearah tidak dapat dihubungkan ke kapasitor Terminal langsung terhubung, dan energi AC akan dipancarkan ke lingkungan oleh kapasitor filter input atau output.

Rangkaian AC sakelar daya dan rangkaian AC penyearah mengandung arus trapesium amplitudo tinggi. Komponen harmonik arus ini sangat tinggi. Frekuensinya jauh lebih besar daripada frekuensi dasar sakelar. Amplitudo puncak dapat setinggi 5 kali amplitudo arus DC input/output kontinu. Waktu transisi biasanya Sekitar 50ns. Kedua loop ini paling rentan terhadap interferensi elektromagnetik, sehingga loop AC ini harus diletakkan sebelum garis cetak lainnya di catu daya. Tiga komponen utama dari setiap loop adalah kapasitor filter, sakelar daya atau penyearah,

induktansi

transformator

Harus ditempatkan bersebelahan, sesuaikan posisi komponen untuk membuat jalur arus di antara mereka sesingkat mungkin.

Cara terbaik untuk membuat tata letak catu daya switching mirip dengan desain kelistrikannya. Proses desain terbaik adalah sebagai berikut:

1. Tempatkan transformator

2. Rancang loop arus sakelar daya

3. Rancang loop arus penyearah keluaran

4. Sirkuit kontrol terhubung ke sirkuit daya AC

Desain input loop sumber arus dan input

menyaring

Saat merancang loop beban keluaran dan filter keluaran sesuai dengan unit fungsional rangkaian, saat meletakkan semua komponen rangkaian, prinsip-prinsip berikut harus dipenuhi:

Hal pertama yang harus diperhatikan adalah ukuran PCB. Ketika ukuran PCB terlalu besar, garis yang dicetak akan panjang, impedansi akan meningkat, kemampuan anti-noise akan berkurang, dan biaya akan meningkat; jika ukuran PCB terlalu kecil, pembuangan panas tidak akan baik, dan jalur yang berdekatan akan mudah terganggu. Bentuk papan sirkuit terbaik adalah persegi panjang, dengan rasio aspek 3:2 atau 4:3. Komponen yang terletak di tepi papan sirkuit umumnya berjarak tidak kurang dari 2 mm dari tepi papan sirkuit. Saat menempatkan komponen, pertimbangkan penyolderan di masa depan, jangan terlalu padat Ambil komponen inti dari setiap rangkaian fungsional sebagai pusat dan tata di sekelilingnya. Komponen harus diatur secara merata, rapi dan kompak pada PCB, meminimalkan dan memperpendek kabel dan koneksi antar komponen, dan kapasitor decoupling harus sedekat mungkin dengan VCC perangkat. Sirkuit yang bekerja pada frekuensi tinggi harus mempertimbangkan komponen. Parameter distribusi. Umumnya, rangkaian harus diatur secara paralel sebanyak mungkin. Dengan cara ini, tidak hanya cantik, tetapi juga mudah dipasang dan disolder, dan mudah diproduksi massal. Atur posisi setiap unit sirkuit fungsional sesuai dengan aliran sirkuit, sehingga tata letaknya nyaman untuk aliran sinyal, dan sinyal sekonsisten mungkin. Prinsip tata letak pertama adalah memastikan pemasangan kabel. Perhatikan koneksi kabel terbang saat memindahkan perangkat, dan satukan perangkat yang terhubung untuk mengurangi area loop sebanyak mungkin untuk menekan gangguan radiasi dari catu daya switching.

4. Pengkabelan

Catu daya switching berisi sinyal frekuensi tinggi. Setiap garis tercetak pada PCB dapat berfungsi sebagai antena. Panjang dan lebar garis yang dicetak akan mempengaruhi impedansi dan induktansinya, sehingga mempengaruhi respon frekuensi. Bahkan garis tercetak yang melewati sinyal DC dapat berpasangan dengan sinyal frekuensi radio dari garis tercetak yang berdekatan dan menyebabkan masalah sirkuit (bahkan memancarkan sinyal interferensi lagi). Oleh karena itu, semua jalur tercetak yang melewati arus AC harus dirancang sependek dan selebar mungkin, yang berarti bahwa semua komponen yang terhubung ke jalur tercetak dan jalur listrik lainnya harus ditempatkan sangat dekat.

Panjang garis yang dicetak sebanding dengan induktansi dan impedansinya, dan lebarnya berbanding terbalik dengan induktansi dan impedansi dari garis yang dicetak. Panjangnya mencerminkan panjang gelombang respons garis yang dicetak. Semakin panjang panjangnya, semakin rendah frekuensi di mana garis yang dicetak dapat mengirim dan menerima gelombang elektromagnetik, dan dapat memancarkan lebih banyak energi frekuensi radio. Menurut ukuran arus papan sirkuit tercetak, cobalah untuk menambah lebar saluran listrik untuk mengurangi resistansi loop. Pada saat yang sama, buat arah saluran listrik dan saluran tanah konsisten dengan arah arus, yang membantu meningkatkan kemampuan anti-noise. Pembumian adalah cabang bawah dari empat loop arus dari catu daya switching. Ini memainkan peran penting sebagai titik referensi umum untuk sirkuit, dan merupakan metode penting untuk mengontrol interferensi. Oleh karena itu, penempatan kabel grounding harus dipertimbangkan dengan cermat dalam tata letak. Mencampur berbagai pembumian akan menyebabkan operasi catu daya tidak stabil.