스위칭 전원 공급 장치의 연구 개발을 위해, PCB 디자인 매우 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 불량 PCB는 EMC 성능이 좋지 않고 출력 노이즈가 높으며 간섭 방지 기능이 약하고 기본 기능조차 결함이 있습니다.

다른 하드웨어 PCBS와 약간 다른 스위칭 전원 PCBS는 몇 가지 고유한 특성을 가지고 있습니다. 이 기사에서는 엔지니어링 경험을 바탕으로 스위칭 전원 공급 장치용 PCB 배선의 가장 기본적인 몇 가지 원칙에 대해 간략하게 설명합니다.

1, 간격

고전압 제품의 경우 라인 간격을 고려해야 합니다. 해당 안전 규정의 요구 사항을 충족할 수 있는 간격은 물론 가장 좋지만 인증이 필요하지 않거나 인증을 충족할 수 없는 제품에 대해 여러 번 간격은 경험에 의해 결정됩니다. 적당한 간격의 폭은? 보드 표면의 청결도, 환경 습도, 기타 오염을 보장할지 여부를 생산을 고려해야 합니다.

주전원 입력의 경우 보드 표면이 깨끗하고 밀봉되어 보장 될 수 있더라도 600V에 가까운 MOS 튜브 드레인 소스 전극, 1mm 미만은 실제로 더 위험합니다!

2. 보드 가장자리의 부품

패치 커패시턴스 또는 PCB 가장자리에 쉽게 손상되는 기타 장치의 경우 배치할 때 PCB 스플리터 방향을 고려해야 합니다. 그림은 다양한 배치 방법에서 장치에 가해지는 응력의 비교를 보여줍니다.

무화과. 1 플레이트가 쪼개질 때 장치에 가해지는 응력 비교

장치가 스플리터의 가장자리에서 떨어져 있고 평행해야 함을 알 수 있습니다. 그렇지 않으면 PCB 스플리터로 인해 구성 요소가 손상될 수 있습니다.

3. 루프 영역

입력 또는 출력, 전원 루프 또는 신호 루프는 가능한 한 작아야 합니다. 전력 루프는 전자기장을 방출하여 EMI 특성이 좋지 않거나 출력 잡음이 커집니다. 동시에 제어 링에서 수신하면 예외가 발생할 수 있습니다.

반면에 전력 루프 영역이 더 크면 등가 기생 인덕턴스도 증가하여 드레인 노이즈 피크가 증가할 수 있습니다.

4. 키 배선

DI/DT의 영향으로 동적 노드의 인덕턴스를 줄여야 합니다. 그렇지 않으면 강한 전자기장이 생성됩니다. 인덕턴스를 줄이려면 기본적으로 배선 길이를 줄이려면 너비를 늘리는 동작이 작습니다.

5. 신호 케이블

전체 제어 섹션에 대해 전원 섹션에서 멀리 떨어진 배선을 고려해야 합니다. 다른 제한 사항으로 인해 두 가지가 서로 가까이 있으면 제어 라인과 전원 라인이 평행하지 않아야합니다. 그렇지 않으면 전원 공급 장치의 오작동, 쇼크가 발생할 수 있습니다.

또한 제어 라인이 매우 길면 루프 영역을 줄이기 위해 한 쌍의 앞뒤 라인을 서로 가깝게하거나 두 라인을 서로 마주하는 PCB의 양면에 배치해야합니다. 전원 부분의 전자기장에 의한 간섭을 피하십시오. 무화과. 2는 A와 B 사이의 올바른 신호 라인 라우팅 방법과 잘못된 신호 라인 라우팅 방법을 보여줍니다.

그림 2 올바른 신호 케이블 라우팅 방법과 잘못된 신호 케이블 라우팅 방법

물론 신호선은 구멍을 통한 연결을 최소화해야합니다!

6, 구리

때때로 구리를 깔는 것은 완전히 불필요하며 피해야 합니다. 구리가 충분히 크고 전압이 다양하면 안테나 역할을 하여 주변에 전자기파를 방출할 수 있습니다. 반면 소음은 잡기 쉽습니다.

일반적으로 구리 배치는 출력 끝의 “접지” 노드와 같은 정적 노드에서만 허용되며, 이는 출력 커패시턴스를 효과적으로 증가시키고 일부 노이즈 신호를 필터링할 수 있습니다.

7, 매핑,

회로의 경우 PCB의 한쪽에 구리를 놓을 수 있으며 PCB의 다른 쪽 배선에 자동으로 매핑되어 회로의 임피던스를 최소화합니다. 임피던스 값이 서로 다른 일련의 장애물이 병렬로 연결되어 전류가 자동으로 가장 낮은 임피던스를 가진 경로를 선택하여 통과하는 것과 같습니다.

실제로 회로의 제어 부분을 한쪽에 배선하고 다른 쪽의 “접지” 노드에 구리를 놓고 구멍을 통해 양쪽을 연결할 수 있습니다.

8. 출력 정류 다이오드

출력 정류기 다이오드가 출력에 가까우면 출력과 병렬로 배치하면 안 됩니다. 그렇지 않으면 다이오드에서 발생하는 전자기장이 전원 출력과 외부 부하에 의해 형성되는 루프에 침투하여 측정된 출력 노이즈가 증가합니다.

무화과. 3 다이오드의 정확하고 잘못된 배치

9, 접지선,

접지 케이블의 배선은 매우 주의해야 합니다. 그렇지 않으면 EMS, EMI 및 기타 성능이 저하될 수 있습니다. 스위칭 전원 공급 장치 PCB “접지”의 경우 최소한 다음 두 지점:(1) 전원 접지 및 신호 접지는 단일 지점 연결이어야 합니다. (2) 접지 루프가 없어야 합니다.

10. Y 커패시턴스

입력 및 출력은 종종 Y 커패시터에 연결되며 때로는 어떤 이유로 입력 커패시터 접지에 매달릴 수 없습니다. 이때 기억해야 할 점은 고전압 단자와 같은 정적 노드에 연결해야 합니다.

11, 기타

실제 전원 공급 장치의 PCB를 설계할 때 “배리스터는 보호 회로에 가까워야 함”, “방전 치아를 증가시키기 위한 공통 모드 유도”, “칩 VCC 전원 공급 장치는 다음과 같이 고려해야 할 몇 가지 다른 문제가 있을 수 있습니다. 커패시터를 늘리십시오.” 등이 있습니다. 또한 PCB 설계 단계에서 동박, 차폐 등의 특수 처리의 필요성도 고려해야 한다.

때로는 서로 충돌하는 여러 가지 원칙에 직면하여 그 중 하나를 충족하기 위해 다른 것을 충족시킬 수 없습니다. 이것은 엔지니어가 실제 프로젝트 요구에 따라 기존 경험을 적용하고 가장 적절한 배선을 결정할 필요가 있습니다!