Como fazer o design de PCB de comutação de fonte de alimentação?

Em qualquer projeto de fonte de alimentação de comutação, o projeto físico do Placa PCB é o último link. Se o método de design for impróprio, o PCB pode irradiar muita interferência eletromagnética e fazer com que a fonte de alimentação funcione instável. A seguir estão os assuntos que precisam de atenção em cada etapa de análise.

ipcb

1. Fluxo de projeto do esquema para PCB

Estabeleça os parâmetros dos componentes – “netlist de princípios de entrada -” configurações de parâmetros de design – “layout manual -“ fiação manual – ”design de verificação -“ revisão – ”saída de CAM.

2. Configuração de parâmetros

A distância entre os fios adjacentes deve atender aos requisitos de segurança elétrica e, para facilitar a operação e a produção, a distância deve ser a maior possível. O espaçamento mínimo deve ser pelo menos adequado para suportar

Voltagem

Quando a densidade da fiação é baixa, o espaçamento das linhas de sinal pode ser aumentado apropriadamente. Para linhas de sinal com níveis altos e baixos, o espaçamento deve ser o mais curto possível e o espaçamento deve ser aumentado. Geralmente, o espaçamento da fiação é definido para 8mil. A distância entre a borda do orifício interno da almofada e a borda do cartão impresso deve ser maior que 1mm, o que pode evitar os defeitos da almofada durante o processamento. Quando os traços conectados às almofadas são finos, a conexão entre as almofadas e os traços deve ser projetada em forma de gota. A vantagem disso é que as almofadas não são fáceis de descascar, mas os traços e as almofadas não são facilmente desconectados.

3. Layout do componente

A prática provou que mesmo

O circuito

O projeto esquemático está correto e a placa de circuito impresso não foi projetada corretamente.

Cartão

A confiabilidade do equipamento é afetada negativamente. Por exemplo, se as duas linhas paralelas finas da placa impressa estiverem próximas, a forma de onda do sinal será atrasada e o ruído refletido será formado no terminal da linha de transmissão. O desempenho cai, portanto, ao projetar a placa de circuito impresso, você deve prestar atenção para adotar o método correto. Cada fonte de alimentação de comutação tem quatro correntes

Ciclo:

Circuito AC do interruptor de alimentação

Circuito de CA do retificador de saída

Loop de corrente da fonte do sinal de entrada

Loop de corrente de carga de saída, loop de entrada

Passe uma corrente aproximadamente DC para a entrada

capacidade

Para carregar, o capacitor de filtro funciona principalmente como um armazenamento de energia de banda larga; da mesma forma, o capacitor do filtro de saída também é usado para armazenar a energia de alta frequência do retificador de saída e, ao mesmo tempo, eliminar a energia CC do loop de carga de saída. Portanto, os terminais dos capacitores de filtro de entrada e saída são muito importantes. Os loops de corrente de entrada e saída só devem ser conectados à fonte de alimentação dos terminais do capacitor de filtro, respectivamente; se a conexão entre o loop de entrada / saída e a chave liga / desliga / loop retificador não puder ser conectada ao capacitor O terminal está conectado diretamente e a energia CA será irradiada para o ambiente pelo capacitor do filtro de entrada ou saída.

O circuito CA da chave liga / desliga e o circuito CA do retificador contêm correntes trapezoidais de alta amplitude. Os componentes harmônicos dessas correntes são muito altos. A frequência é muito maior do que a frequência fundamental do switch. A amplitude do pico pode ser tão alta quanto 5 vezes a amplitude da corrente contínua de entrada / saída DC. O tempo de transição geralmente é de cerca de 50 ns. Esses dois loops são mais propensos a interferências eletromagnéticas, portanto, esses loops CA devem ser dispostos antes das outras linhas impressas na fonte de alimentação. Os três componentes principais de cada circuito são capacitores de filtro, interruptores de alimentação ou retificadores,

indutância

transformador

Devem ser colocados um ao lado do outro, ajuste a posição dos componentes para tornar o caminho atual entre eles o mais curto possível.

A melhor maneira de estabelecer um layout de fonte de alimentação chaveada é semelhante ao seu projeto elétrico. O melhor processo de design é o seguinte:

1. Coloque o transformador

2. Projete o circuito de corrente do interruptor de alimentação

3. Projete o circuito de corrente do retificador de saída

4. Circuito de controle conectado ao circuito de alimentação CA

Projetar loop de fonte de corrente de entrada e entrada

filtro

Ao projetar o loop de carga de saída e o filtro de saída de acordo com a unidade funcional do circuito, ao definir todos os componentes do circuito, os seguintes princípios devem ser atendidos:

A primeira coisa a considerar é o tamanho do PCB. Quando o tamanho do PCB é muito grande, as linhas impressas serão longas, a impedância aumentará, a capacidade anti-ruído diminuirá e o custo aumentará; se o tamanho do PCB for muito pequeno, a dissipação de calor não será boa e as linhas adjacentes serão facilmente perturbadas. O melhor formato da placa de circuito é retangular, com uma proporção de 3: 2 ou 4: 3. Os componentes localizados na borda da placa de circuito geralmente não estão a menos de 2 mm de distância da borda da placa de circuito. Ao posicionar os componentes, considere a possibilidade de soldagem futura, não muito densa. Pegue o componente central de cada circuito funcional como o centro e coloque ao redor dele. Os componentes devem estar dispostos de maneira uniforme, ordenada e compacta na placa de circuito impresso, minimizar e encurtar os cabos e as conexões entre os componentes, e o capacitor de desacoplamento deve estar o mais próximo possível do VCC do dispositivo. Os circuitos que funcionam em altas frequências devem considerar os componentes. Os parâmetros de distribuição. Geralmente, o circuito deve ser organizado em paralelo tanto quanto possível. Desta forma, não é apenas bonito, mas também fácil de instalar e soldar, e fácil de produzir em massa. Organize a posição de cada unidade de circuito funcional de acordo com o fluxo do circuito, de modo que o layout seja conveniente para o fluxo do sinal e o sinal seja o mais consistente possível. O primeiro princípio do layout é garantir a fiação da fiação. Preste atenção à conexão dos cabos suspensos ao mover o dispositivo e coloque os dispositivos conectados juntos para reduzir a área do loop tanto quanto possível para suprimir a interferência de radiação da fonte de alimentação de comutação.

4. Fiação

A fonte de alimentação chaveada contém sinais de alta frequência. Qualquer linha impressa no PCB pode funcionar como uma antena. O comprimento e a largura da linha impressa afetarão sua impedância e indutância, afetando assim a resposta de freqüência. Mesmo as linhas impressas que passam os sinais DC podem se acoplar aos sinais de radiofrequência das linhas impressas adjacentes e causar problemas no circuito (até mesmo irradiar sinais de interferência novamente). Portanto, todas as linhas impressas que passam pela corrente CA devem ser projetadas para serem as mais curtas e largas possíveis, o que significa que todos os componentes conectados às linhas impressas e outras linhas de força devem ser colocados muito próximos.

O comprimento da linha impressa é proporcional à sua indutância e impedância, e a largura é inversamente proporcional à indutância e impedância da linha impressa. O comprimento reflete o comprimento de onda da resposta da linha impressa. Quanto maior o comprimento, menor a frequência com que a linha impressa pode enviar e receber ondas eletromagnéticas e pode irradiar mais energia de radiofrequência. De acordo com o tamanho da corrente da placa de circuito impresso, tente aumentar a largura da linha de alimentação para reduzir a resistência do circuito. Ao mesmo tempo, faça com que a direção da linha de alimentação e a linha de aterramento sejam consistentes com a direção da corrente, o que ajuda a aumentar a capacidade anti-ruído. O aterramento é o ramo inferior dos quatro loops de corrente da fonte de alimentação chaveada. Ele desempenha um papel importante como um ponto de referência comum para o circuito e é um método importante para controlar a interferência. Portanto, a colocação do fio de aterramento deve ser cuidadosamente considerada no layout. A mistura de vários aterramentos causará operação instável da fonte de alimentação.