Análise de projeto de PCB e EMC de fonte de alimentação

Falando do difícil problema da fonte de alimentação do switch, 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: Desempenho elétrico, rota do processo, requisitos de segurança, impacto EMC, etc .; Entre os fatores a serem considerados, o elétrico é o mais básico, mas o EMC é o mais difícil de entender, e o gargalo de muitos projetos está no EMC. Seguindo de 22 instruções para compartilhar a placa PCB e EMC.

1, circuito maduro pode ser circuito EMI de design PCB de lazer

O impacto do circuito acima em EMC pode ser imaginado, os filtros de entrada estão aqui; Lightning-proof pressure sensitivity; Resistência R102 para evitar choque de corrente (com relé para redução de perdas); Key error mode X capacitance and Y capacitance with inductor filtering; There are fuses affecting the safety board; Cada um desses dispositivos é de vital importância, e a função e a ação de cada dispositivo devem ser cuidadosamente avaliadas. 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. Circuito e EMC: (a topologia principal flyback mais familiar, veja quais partes principais do circuito contêm mecanismo EMC)

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. Mas uma corrente elétrica variável produz um campo magnético variável, e um campo magnético variável pode produzir um campo elétrico (na verdade, esta é a famosa equação de Maxwell e estou usando uma linguagem simples), e um campo elétrico variável também pode produzir um campo magnético campo. Portanto, preste atenção aos locais onde há estados ligado / desligado, essa é uma das fontes do EMC e esta é uma das fontes do EMC. 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! Os outros dois loops são loops de absorção e loops de retificação, primeiro entenda com antecedência e depois fale!

3. Associação entre design de PCB e EMC

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. A parte da estrutura, o aterramento do projeto do radiador não é bom afetará o aterramento da versão blindada;

4. Se a parte sensível estiver muito perto da fonte de interferência, como o circuito EMI e o tubo da chave, isso inevitavelmente levará a um EMC ruim e uma área de isolamento livre será necessária.

5. Fiação do circuito de absorção RC.

6.Y capacitor grounding and wiring, and the position of Y capacitor is also critical!

Vou falar sobre isso, e vou falar mais sobre isso, mas vou dar uma pista.

Aqui está um exemplo rápido:

Conforme mostrado na caixa pontilhada na figura acima, a fiação do pino do capacitor X foi identificada. Você pode aprender como fazer a fiação do pino do capacitor externa (usando a fiação de corrente de compressão). Desta forma, o efeito de filtragem do capacitor X pode atingir o melhor estado.

4. Preparação para design de PCB: (se você estiver totalmente preparado, o design pode ser estável passo a passo para evitar que o design seja derrubado e reiniciado)

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. Seleção de rota de processo: seleção de painel duplo de painel único ou placa multicamada, de acordo com o diagrama esquemático e tamanho da placa, custo e outra avaliação abrangente.

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. A distância da almofada do fusível de entrada é maior que 3.0 mm, conforme exigido pelos regulamentos de segurança, e a placa real é 3.5 mm (falando simplesmente, a distância de fuga do fusível é 3.5 mm antes e 3.0 mm depois).

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. Os regulamentos de segurança para o primeiro estágio exigem 6.4 mm (lacuna elétrica) e a distância de fuga deve ser 7.6 mm. (Observe que isso está relacionado à tensão de entrada real, é necessário consultar a tabela para cálculos específicos, os dados fornecidos apenas para referência, sujeitos à situação real)

5. Cold ground and hot ground are clearly marked for the first stage; A marca L, N, a marca INPUT AC INPUT, a marca de advertência do fusível e assim por diante devem ser claramente marcados;

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. Compreenda qual é a certificação de seus produtos e a quais categorias de produtos pertencem. Por exemplo, tratamento médico, comunicação, eletricidade, TV e assim por diante são diferentes, mas também existem muitas semelhanças.

2. Nos regulamentos de segurança, entenda as características de isolamento do local fechado com placa PCB, em que local é o isolamento básico, em que local é o isolamento reforçado, a distância de isolamento padrão diferente não é a mesma. É melhor verificar os padrões e pode calcular a distância elétrica, distância de fuga.

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. Relação entre capacitância Y e corrente de fuga e corrente de contato.

E assim por diante, explicará em detalhes como deixar a distância, como fazer os requisitos de segurança.

6, design PCB do layout da fonte de alimentação

1. Primeiro meça o tamanho do PCB e o número de componentes, de modo a atingir uma boa densidade, ou um denso, esparso ficará feio.

2. Modularize o circuito, tome os dispositivos principais como o centro e coloque os dispositivos principais primeiro.

3. O dispositivo é anti-posicionamento vertical ou horizontal, um é bonito, o outro é a operação de plug-in conveniente, circunstâncias especiais podem considerar a inclinação.

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

5. Reduza a área do loop tanto quanto possível durante o layout. Os quatro loops serão explicados em detalhes posteriormente.

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

A seguir está o primeiro PCB virgem que desenhei, muitos anos atrás, foi muito difícil de terminar, pode haver um pequeno problema no meio, mas vale a pena aprender o layout geral:

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. Os terminais de entrada e saída são fixos e não podem ser movidos. O tabuleiro é retangular.

Aqui, o layout é de baixo para cima, da esquerda para a direita e a dissipação de calor depende da concha.

2.Circuito EMI ainda é uma direção de fluxo clara, o que é muito importante, caso contrário, não é bonito e ruim para EMC.

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. A camada superior de alta potência geralmente torna-se negativa e a camada inferior torna-se positiva.

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. Apreciação de exemplos de PCB

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)

Além disso, o loop de absorção (absorção RCD, absorção RC do tubo MOS e absorção RC do tubo retificador) também é muito importante, que também é o loop que gera radiação de alta frequência. Se você tiver alguma dúvida sobre a figura acima, fique à vontade para discuti-la. Não temos medo de perguntas.

9. Ponto quente de projeto de PCB (ponto de potencial flutuante) e fio terra:

Assuntos que precisam de atenção:

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. O loop formado pelos pontos quentes é pequeno e a fiação é curta, e a fiação não é tão grossa quanto possível, mas desde que a corrente seja suficiente.

3. O cabo de aterramento deve ser aterrado em um único ponto. O aterramento da alimentação principal e o aterramento do sinal separados, o solo de amostragem vão separadamente.

4. O aterramento do radiador precisa ser conectado ao aterramento de alimentação principal.