スイッチング電源の研究開発には、 PCB設計 非常に重要な位置を占めています。 A bad PCB has poor EMC performance, high output noise, weak anti-interference ability, and even basic functions are defective.

他のハードウェアPCBSとは少し異なり、スイッチング電源PCBSには独自の特性がいくつかあります。 この記事では、エンジニアリングの経験に基づいて、スイッチング電源用のPCB配線の最も基本的な原理のいくつかについて簡単に説明します。

1、間隔

高電圧製品の場合、ライン間隔を考慮する必要があります。 もちろん、対応する安全規制の要件を満たすことができる間隔が最適ですが、認証を必要としない、または認証を満たせない製品の場合、間隔は経験によって決定されることがよくあります。 どのくらいの間隔が適切ですか？ ボード表面の清浄度、環境湿度、その他の汚染を保証するかどうかの生産を検討する必要があります。

主入力の場合、ボード表面がきれいで密閉されていることが保証されていても、600Vに近いMOSチューブドレインソース電極は、実際には1mm未満の方が危険です。

2.ボードの端にあるコンポーネント

PCBの端にあるパッチ容量またはその他の損傷しやすいデバイスの場合、配置するときにPCBスプリッタの方向を考慮する必要があります。 この図は、さまざまな配置方法でのデバイスの応力の比較を示しています。

図。 1プレートが分割されたときのデバイスの応力の比較

デバイスはスプリッターのエッジから離れて平行になっている必要があることがわかります。そうしないと、PCBスプリッターが原因でコンポーネントが損傷する可能性があります。

3.ループエリア

Whether input or output, power loop or signal loop, should be as small as possible. パワーループは電磁界を放出します。これにより、EMI特性が低下したり、出力ノイズが大きくなったりします。 At the same time, if received by the control ring, it is likely to cause an exception.

一方、パワーループ面積が大きい場合、等価寄生インダクタンスも増加し、ドレインノイズのピークが増加する可能性があります。

4.キー配線

DI / DTの影響により、動的ノードでのインダクタンスを減らす必要があります。そうしないと、強い電磁界が発生します。 インダクタンスを減らしたい、基本的に配線の長さを減らしたい、幅を広げたいアクションは小さいです。

5.信号ケーブル

制御部全体については、電源部からの配線を考慮する必要があります。 他の制限により両者が接近している場合は、制御線と電力線を平行にしないでください。平行にしないと、電源の異常動作、ショックにつながる可能性があります。

In addition, if the control line is very long, a pair of back and forth lines should be close to each other, or the two lines should be placed on the two sides of the PCB facing each other, so as to reduce the loop area and avoid interference by the electromagnetic field of the power part. 図。 図２は、ＡとＢとの間の正しいおよび誤った信号線ルーティング方法を示している。

図2信号ケーブルの正しい配線方法と間違った配線方法。

もちろん、信号線は穴を通る接続を最小限に抑える必要があります。

6、銅

銅を敷設する必要がまったくない場合もあり、避ける必要があります。 銅が十分に大きく、その電圧が変化した場合、銅はアンテナとして機能し、周囲に電磁波を放射する可能性があります。 一方、ノイズを拾いやすいです。

一般に、銅線の敷設は、出力端の「グラウンド」ノードなどの静的ノードでのみ許可されます。これにより、出力容量を効果的に増加させ、一部のノイズ信号を除去できます。

7、マッピング、

回路の場合、銅をPCBの片側に配置できます。これにより、PCBの反対側の配線に自動的にマッピングされ、回路のインピーダンスが最小限に抑えられます。 これは、インピーダンス値が異なる一連の障害物が並列に接続されているかのようであり、電流は、流れるインピーダンスが最も低いパスを自動的に選択します。

実際には、回路の制御部分を一方の側に配線し、もう一方の側の「接地」ノードに銅を配置し、穴を介してXNUMXつの側を接続することができます。

8.出力整流ダイオード

出力整流ダイオードが出力に近い場合は、出力と並列に配置しないでください。 そうしないと、ダイオードで生成された電磁界が電力出力と外部負荷によって形成されるループに侵入するため、測定される出力ノイズが増加します。

図。 3ダイオードの正しい配置と誤った配置

9、アース線、

アースケーブルの配線には十分注意する必要があります。 そうしないと、EMS、EMI、およびその他のパフォーマンスが低下する可能性があります。 電源PCBの「グランド」を切り替えるには、少なくとも次の1つのポイントが必要です。（XNUMX）電源グランドと信号グランドはシングルポイント接続である必要があります。 （2）グランドループがあってはなりません。

10.Y静電容量

入力と出力はYコンデンサに接続されることが多く、場合によっては何らかの理由で入力コンデンサのグランドにぶら下がることができない場合があります。現時点では、高電圧端子などの静的ノードに接続する必要があります。

11、その他

実際の電源のPCBを設計する際には、「バリスタを保護回路の近くに配置する必要がある」、「放電歯を増やすためのコモンモード誘導」、「チップVCC電源を使用する必要がある」などの考慮すべき問題が他にもある場合があります。コンデンサを増やしてください」など。 さらに、PCBの設計段階では、銅箔やシールドなどの特別な処理の必要性も考慮する必要があります。

多くの場合、互いに矛盾する多くの原則に遭遇します。それらのXNUMXつを満たすには、他の原則を満たすことができません。これは、エンジニアが既存の経験を適用し、実際のプロジェクトのニーズに応じて、最も適切な配線を決定する必要があります。