スイッチング電源の設計では、物理的な設計は PCBボード 最後のリンクです。 設計方法が不適切な場合、PCBは電磁干渉を過度に放射し、電源が不安定になる可能性があります。 以下は、各ステップの分析で注意が必要な事項です。

1.回路図面からPCBへの設計フロー

コンポーネントパラメータの確立-「入力原理ネットリスト」-設計パラメータ設定-「手動レイアウト-「手動配線」-」検証設計-「レビュー-」CAM出力。

2.パラメータ設定

隣接するワイヤ間の距離は、電気的安全要件を満たすことができなければならず、操作と生産を容易にするために、距離は可能な限り広くなければなりません。 最小間隔は、少なくとも耐えるのに適している必要があります

電圧

配線密度が低い場合は、信号線の間隔を適切に広げることができます。 高レベルと低レベルの信号線の場合、間隔をできるだけ短くし、間隔を大きくする必要があります。 通常、配線間隔は8milに設定されています。 パッドの内穴の端とプリント基板の端の間の距離は1mmより大きくする必要があります。これにより、処理中のパッドの欠陥を回避できます。 パッドに接続されているトレースが薄い場合は、パッドとトレース間の接続をドロップ形状に設計する必要があります。 これの利点は、パッドが簡単に剥がれないことですが、トレースとパッドは簡単に外れません。

3.コンポーネントのレイアウト

実践はそれさえ証明しました

回路

回路設計が正しく、プリント回路基板が正しく設計されていません。

(エレクトロニック

機器の信頼性に悪影響を及ぼします。 たとえば、プリント基板のXNUMX本の細い平行線が接近していると、信号波形が遅れ、伝送線路の端子に反射ノイズが発生します。 性能が低下するため、プリント基板を設計する際には、正しい方法を採用するように注意する必要があります。 各スイッチング電源にはXNUMXつの電流があります

ループ：

電源スイッチAC回路

出力整流器のAC回路

入力信号源電流ループ

出力負荷電流ループ入力ループ

約DC電流を入力に流します

キャパシタンス

充電の場合、フィルターコンデンサは主にブロードバンドエネルギー貯蔵として機能します。 同様に、出力フィルタコンデンサは、出力整流器からの高周波エネルギーを蓄積すると同時に、出力負荷ループのDCエネルギーを除去するためにも使用されます。 したがって、入力および出力フィルタコンデンサの端子は非常に重要です。 入力電流ループと出力電流ループは、それぞれフィルタコンデンサの端子からの電源にのみ接続する必要があります。 入出力ループと電源スイッチ/整流器ループの接続がコンデンサに接続できない場合端子は直接接続されており、ACエネルギーは入力または出力フィルタコンデンサによって環境に放射されます。

電源スイッチのAC回路と整流器のAC回路には、高振幅の台形電流が含まれています。 これらの電流の高調波成分は非常に高くなっています。 周波数は、スイッチの基本周波数よりもはるかに高くなっています。 ピーク振幅は、連続入力/出力DC電流の振幅の5倍にもなる可能性があります。 遷移時間は通常約50nsです。 これらのXNUMXつのループは電磁干渉を受けやすいため、これらのACループは、電源の他の印刷された行の前に配置する必要があります。 各ループのXNUMXつの主要コンポーネントは、フィルターコンデンサ、電源スイッチ、または整流器です。

インダクタンス

トランス

コンポーネントを並べて配置する必要があります。コンポーネント間の電流パスができるだけ短くなるように、コンポーネントの位置を調整してください。

スイッチング電源のレイアウトを確立するための最良の方法は、その電気的設計に似ています。 最適な設計プロセスは次のとおりです。

1.変圧器を配置します

2.電源スイッチの電流ループを設計します

3.出力整流器の電流ループを設計します

4.AC電源回路に接続された制御回路

入力電流源ループと入力を設計する

filter

回路の機能ユニットに従って出力負荷ループと出力フィルタを設計する場合、回路のすべてのコンポーネントをレイアウトするときは、次の原則を満たす必要があります。

最初に考慮すべきことは、PCBのサイズです。 PCBサイズが大きすぎると、印刷行が長くなり、インピーダンスが増加し、ノイズ対策能力が低下し、コストが増加します。 PCBサイズが小さすぎると、熱放散が悪くなり、隣接するラインが乱れやすくなります。 回路基板の最適な形状は長方形で、アスペクト比は3：2または4：3です。 回路基板の端にあるコンポーネントは、通常、回路基板の端から2mm以上離れています。 コンポーネントを配置するときは、密度が高すぎないように、将来のはんだ付けを考慮してください。各機能回路のコアコンポーネントを中心にして、その周りに配置します。 コンポーネントはPCB上に均等に、きちんとコンパクトに配置され、リードとコンポーネント間の接続を最小限に抑えて短くし、デカップリングコンデンサはデバイスのVCCにできるだけ近づける必要があります。 高周波で動作する回路は、コンポーネントを考慮する必要があります。 分布パラメータ。 一般的に、回路は可能な限り並列に配置する必要があります。 このように、美しいだけでなく、取り付けやはんだ付けも簡単で、大量生産も簡単です。 回路の流れに応じて各機能回路ユニットの位置を調整し、信号の流れに便利なレイアウトにし、信号の一貫性を確保します。 レイアウトの最初の原則は、配線の配線を確実にすることです。 デバイスを移動するときは、フライングリードの接続に注意し、接続されたデバイスを組み合わせてループ面積をできるだけ減らし、スイッチング電源の放射干渉を抑制します。

4.配線

スイッチング電源には高周波信号が含まれています。 PCBに印刷された線は、アンテナとして機能します。 印刷された線の長さと幅はそのインピーダンスとインダクタンスに影響を与え、それによって周波数応答に影響を与えます。 DC信号を通過する印刷されたラインでさえ、隣接する印刷されたラインからの無線周波数信号に結合し、回路の問題を引き起こす可能性があります（干渉信号を再び放射する場合でも）。 したがって、AC電流を流すすべての印刷ラインは、できるだけ短く幅を広くするように設計する必要があります。つまり、印刷ラインやその他の電力線に接続されているすべてのコンポーネントを非常に近くに配置する必要があります。

印刷された線の長さはそのインダクタンスとインピーダンスに比例し、幅は印刷された線のインダクタンスとインピーダンスに反比例します。 長さは、印刷されたラインの応答の波長を反映しています。 長さが長いほど、印刷された線が電磁波を送受信できる周波数が低くなり、より多くの無線周波数エネルギーを放射する可能性があります。 プリント基板電流の大きさに応じて、電力線の幅を広げてループ抵抗を減らしてみてください。 同時に、電力線と接地線の方向を電流の方向と一致させることで、ノイズ対策能力を高めることができます。 接地は、スイッチング電源のXNUMXつの電流ループの最下部の分岐です。 これは、回路の共通基準点として重要な役割を果たし、干渉を制御するための重要な方法です。 したがって、アース線の配置はレイアウトで慎重に検討する必要があります。 さまざまな接地を混合すると、電源の動作が不安定になります。