PCB設計と電源のEMCの分析

スイッチ電源の難しい問題といえば、 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: 電気的性能、プロセスルート、安全要件、EMCへの影響など。 考慮すべき要素の中で、電気が最も基本的ですが、EMCは最も理解が難しく、多くのプロジェクトのボトルネックはEMCにあります。 PCBボードとEMCを共有するための22の方向からの以下。

1、成熟した回路はのんびりとPCB設計のEMI回路にすることができます

上記の回路がEMCに与える影響を想像することができます。入力フィルターは、ここにあります。 Lightning-proof pressure sensitivity; 感電電流を防ぐための抵抗R102(損失を減らすためのリレー付き); Key error mode X capacitance and Y capacitance with inductor filtering; There are fuses affecting the safety board; これらの各デバイスは非常に重要であり、各デバイスの機能と動作を注意深く理解する必要があります。 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.回路とEMC :(最もよく知られているフライバックのメイントポロジ。回路のどの主要部分にEMCメカニズムが含まれているかを確認してください)

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. しかし、電流の変化は磁場の変化を生み出し、磁場の変化は電場を生み出す可能性があり(実際、これは有名なマクスウェルの方程式であり、私は平易な言葉を使用しています)、磁場の変化も磁場を生み出す可能性があります分野。 したがって、オン/オフ状態がある場所に注意を払うようにしてください。これは、EMCのソースのXNUMXつであり、これはEMCのソースのXNUMXつです。 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! 他のXNUMXつのループは、吸収ループと整流ループです。最初に事前に理解してから、話します。

3.PCB設計とEMCの関連

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. The structure part, the radiator design grounding is not good will affect the grounding of the shielded version;

4.敏感な部分がEMI回路やスイッチチューブなどの干渉源に近すぎると、必然的にEMCが低下するため、明確な絶縁領域が必要になります。

5.RC吸収ループの配線。

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.

以下に簡単な例を示します。

上の図の点線のボックスに示されているように、Xコンデンサのピン配線はインデントされています。 コンデンサピンの配線を外部にする方法を学ぶことができます(スクイーズ電流配線を使用)。 このようにして、Xコンデンサのフィルタリング効果を最良の状態に到達させることができます。

4. PCB設計の準備:(完全に準備ができている場合、設計が転倒して再開するのを避けるために、設計を段階的に着実に行うことができます)

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.プロセスルートの選択:概略図とボードサイズ、コスト、およびその他の包括的な評価に応じた、シングルパネルダブルパネル選択または多層ボード。

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.入力ヒューズパッドの距離は安全規制で要求されているように3.0mmより大きく、実際のプレートは3.5mmです(簡単に言えば、ヒューズの沿面距離は3.5mm前後です)。

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.第6.4段階の安全規則では、7.6mm(電気的ギャップ)が必要であり、沿面距離はXNUMXmmである必要があります。 (これは実際の入力電圧に関連していることに注意してください。特定の計算については表を参照する必要があります。データは参照用にのみ提供されており、実際の状況に応じて異なります)

5. Cold ground and hot ground are clearly marked for the first stage; L、Nマーク、INPUT AC INPUTマーク、ヒューズ警告マークなどを明確にマークする必要があります。

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. Understand what certification their products do and what product categories they belong to. For example, medical treatment, communication, electricity, TV and so on are different, but there are also many similarities.

2.安全規則では、PCBボードで近接する場所の絶縁特性を理解します。この場所は基本絶縁であり、どの場所は強化絶縁であり、異なる標準絶縁距離は同じではありません。 標準を確認するのが最善であり、電気的距離、沿面距離を計算できます。

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.Y静電容量と漏れ電流および接触電流の関係。

など、距離を離れる方法、安全要件を実行する方法について詳しく説明します。

6、電源レイアウトのPCB設計

1.まず、PCBのサイズとコンポーネントの数を測定して、良好な密度を実現します。そうしないと、密度が高く、まばらになります。

2. Modularize the circuit, take the core devices as the center, and place the key devices first.

3.デバイスは垂直または水平のアンチポジショニングであり、XNUMXつは美しく、もうXNUMXつは便利なプラグイン操作であり、特別な状況では傾斜を考慮することができます。

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

5.レイアウト中にループ領域を可能な限り減らします。 XNUMXつのループについては後で詳しく説明します。

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

以下は私が描いた最初のバージンPCBです。何年も前に、完成させるのは非常に困難でした。途中で小さな問題があるかもしれませんが、一般的なレイアウトは学ぶ価値があります。

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.入出力端子は固定されており、移動できません。 ボードは長方形です。

ここでは、レイアウトは下から上、左から右であり、熱放散はシェルに依存します。

2.EMI回路は依然として明確な流れ方向であり、これは非常に重要です。そうでなければ、EMCにとって美しくも悪くもありません。

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. ハイパワーの最上層は一般的に負になり、最下層は正になります。

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.PCBの例の評価

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)

In addition, the absorption loop (RCD absorption, RC absorption of MOS tube and RC absorption of rectifier tube) is also very important, which is also the loop that generates high frequency radiation. If you have any questions about the above figure, you are welcome to discuss them. We are not afraid of any questions.

9. PCB設計のホットスポット(フローティング電位ポイント)とアース線:

注意が必要な事項:

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.ホットスポットによって形成されるループは小さく、配線は短く、配線はできるだけ太くはありませんが、電流が十分である限りです。

3. The ground cable must be grounded at a single point. Main power ground and signal ground separate, sampling ground go separately.

4.ラジエーターのアースは主電源アースに接続する必要があります。