ในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งใดๆ การออกแบบทางกายภาพของ PCB บอร์ด เป็นลิงค์สุดท้าย หากวิธีการออกแบบไม่เหมาะสม PCB อาจแผ่รังสีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามากเกินไปและทำให้แหล่งจ่ายไฟทำงานไม่เสถียร ต่อไปนี้เป็นเรื่องที่ต้องให้ความสนใจในการวิเคราะห์แต่ละขั้นตอน

1. การออกแบบโฟลว์จากแผนผังไปยัง PCB

สร้างพารามิเตอร์ส่วนประกอบ – “หลักการป้อนข้อมูล netlist -” การตั้งค่าพารามิเตอร์การออกแบบ – “เค้าโครงแบบแมนนวล – “การเดินสายแบบแมนนวล -” การออกแบบการตรวจสอบ – “การตรวจสอบ -” เอาต์พุต CAM

2. การตั้งค่าพารามิเตอร์

ระยะห่างระหว่างสายไฟที่อยู่ติดกันต้องสามารถเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทางไฟฟ้า และเพื่อความสะดวกในการใช้งานและการผลิต ระยะห่างควรกว้างที่สุด ระยะห่างขั้นต่ำต้องเหมาะสมอย่างน้อยเพื่อรองรับ

แรงดันไฟฟ้า

เมื่อความหนาแน่นของสายไฟต่ำ ระยะห่างของสายสัญญาณจะเพิ่มขึ้นอย่างเหมาะสม สำหรับสายสัญญาณที่มีระดับสูงและต่ำ ระยะห่างควรสั้นที่สุดและควรเพิ่มระยะห่าง โดยทั่วไป ระยะห่างของสายไฟตั้งไว้ที่ 8mil ระยะห่างระหว่างขอบของรูด้านในของแผ่นอิเล็กโทรดและขอบของแผ่นพิมพ์ควรมากกว่า 1 มม. ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องของแผ่นระหว่างการประมวลผลได้ เมื่อร่องรอยที่เชื่อมต่อกับแผ่นอิเล็กโทรดนั้นบาง การเชื่อมต่อระหว่างแผ่นอิเล็กโทรดกับรอยควรได้รับการออกแบบให้มีรูปร่างหยด ข้อดีของสิ่งนี้คือแผ่นอิเล็กโทรดไม่ลอกง่าย แต่รอยและแผ่นอิเล็กโทรดไม่สามารถถอดออกได้ง่าย

3. เค้าโครงส่วนประกอบ

การปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่าแม้

วงจรไฟฟ้า

การออกแบบแผนผังถูกต้อง และแผงวงจรพิมพ์ไม่ได้ออกแบบมาอย่างเหมาะสม

อิเล็กทรอนิกส์

ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ได้รับผลกระทบในทางลบ ตัวอย่างเช่น หากเส้นคู่ขนานบางสองเส้นของบอร์ดที่พิมพ์อยู่ใกล้กัน รูปคลื่นของสัญญาณจะล่าช้าและเกิดสัญญาณรบกวนที่สะท้อนที่ขั้วของสายส่ง ประสิทธิภาพลดลง ดังนั้นเมื่อออกแบบแผงวงจรพิมพ์ คุณควรใส่ใจกับการนำวิธีการที่ถูกต้องมาใช้ แหล่งจ่ายไฟสลับแต่ละตัวมีสี่กระแส

ห่วง:

สวิตช์ไฟ วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

วงจรเรียงกระแสเอาต์พุต วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

แหล่งสัญญาณอินพุตลูปปัจจุบัน

โหลดเอาต์พุต ลูปปัจจุบัน ลูปอินพุต ลูป

ส่งกระแสไฟตรงโดยประมาณไปยังอินพุต

ปริมาตร

สำหรับการชาร์จ ตัวเก็บประจุตัวกรองจะทำหน้าที่เป็นที่เก็บพลังงานแบบบรอดแบนด์เป็นหลัก ในทำนองเดียวกัน ตัวเก็บประจุตัวกรองเอาท์พุตยังใช้เพื่อเก็บพลังงานความถี่สูงจากวงจรเรียงกระแสเอาต์พุต และในขณะเดียวกันก็กำจัดพลังงาน DC ของลูปโหลดเอาต์พุต ดังนั้นขั้วของตัวเก็บประจุตัวกรองอินพุตและเอาต์พุตจึงมีความสำคัญมาก ลูปกระแสอินพุตและเอาต์พุตควรเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟจากขั้วของตัวเก็บประจุตัวกรองตามลำดับเท่านั้น หากการเชื่อมต่อระหว่างลูปอินพุต/เอาต์พุตและลูปสวิตช์ไฟ/วงจรเรียงกระแสไม่สามารถเชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุได้ ขั้วต่อจะเชื่อมต่อโดยตรง และพลังงาน AC จะถูกแผ่ออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยตัวเก็บประจุตัวกรองอินพุตหรือเอาต์พุต

วงจรไฟฟ้ากระแสสลับของสวิตช์ไฟและวงจรไฟฟ้ากระแสสลับของวงจรเรียงกระแสมีกระแสสี่เหลี่ยมคางหมูแอมพลิจูดสูง ส่วนประกอบฮาร์มอนิกของกระแสเหล่านี้สูงมาก ความถี่นั้นมากกว่าความถี่พื้นฐานของสวิตช์มาก แอมพลิจูดสูงสุดอาจสูงถึง 5 เท่าของแอมพลิจูดของกระแสตรงอินพุต/เอาต์พุตต่อเนื่อง เวลาในการเปลี่ยนมักจะอยู่ที่ประมาณ 50ns ลูปทั้งสองนี้มีแนวโน้มว่าจะเกิดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้มากที่สุด ดังนั้นต้องวางลูป AC เหล่านี้ก่อนบรรทัดอื่นๆ ที่พิมพ์ในแหล่งจ่ายไฟ ส่วนประกอบหลักสามส่วนของแต่ละลูปคือตัวเก็บประจุตัวกรอง สวิตช์ไฟหรือวงจรเรียงกระแส

การเหนี่ยวนำ

หม้อแปลงไฟฟ้า

ควรวางชิดกัน ปรับตำแหน่งของส่วนประกอบเพื่อให้เส้นทางปัจจุบันระหว่างกันสั้นที่สุด

วิธีที่ดีที่สุดในการสร้างเลย์เอาต์ของการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งนั้นคล้ายกับการออกแบบทางไฟฟ้า กระบวนการออกแบบที่ดีที่สุดมีดังนี้:

1. วางหม้อแปลงไฟฟ้า

2. ออกแบบวงจรกระแสสลับสวิตช์ไฟ

3. ออกแบบวงจรเรียงกระแสเอาต์พุตกระแสสลับ

4. วงจรควบคุมที่ต่อกับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

ออกแบบการวนซ้ำแหล่งสัญญาณอินพุตปัจจุบันและอินพุต

กรอง

เมื่อออกแบบลูปโหลดเอาต์พุตและตัวกรองเอาต์พุตตามหน่วยการทำงานของวงจร เมื่อจัดวางส่วนประกอบทั้งหมดของวงจร ต้องเป็นไปตามหลักการต่อไปนี้:

สิ่งแรกที่ต้องพิจารณาคือขนาดของ PCB เมื่อขนาด PCB ใหญ่เกินไป เส้นที่พิมพ์จะยาว อิมพีแดนซ์จะเพิ่มขึ้น ความสามารถในการป้องกันเสียงรบกวนจะลดลง และต้นทุนจะเพิ่มขึ้น ถ้าขนาด PCB เล็กเกินไป การกระจายความร้อนจะไม่ดี และเส้นที่อยู่ติดกันจะถูกรบกวนได้ง่าย รูปร่างที่ดีที่สุดของแผงวงจรคือสี่เหลี่ยม โดยมีอัตราส่วนภาพ 3:2 หรือ 4:3 ส่วนประกอบที่อยู่บนขอบของแผงวงจรโดยทั่วไปจะอยู่ห่างจากขอบแผงวงจรไม่น้อยกว่า 2 มม. เมื่อวางส่วนประกอบ ให้พิจารณาการบัดกรีในอนาคต ไม่หนาแน่นเกินไป ใช้ส่วนประกอบหลักของวงจรการทำงานแต่ละวงจรเป็นศูนย์กลางและจัดวางรอบๆ ส่วนประกอบควรจัดวางบน PCB อย่างเท่าเทียมกัน เรียบร้อยและกะทัดรัด ลดขนาดลีดและการเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบ และตัวเก็บประจุแบบแยกคัปปลิ้งควรอยู่ใกล้กับ VCC ของอุปกรณ์มากที่สุด วงจรที่ทำงานที่ความถี่สูงควรพิจารณาส่วนประกอบ พารามิเตอร์การกระจาย โดยทั่วไปควรจัดวงจรให้ขนานกันมากที่สุด ด้วยวิธีนี้ ไม่เพียงแต่สวยงามเท่านั้น แต่ยังติดตั้งและบัดกรีได้ง่าย และง่ายต่อการผลิตในปริมาณมาก จัดเรียงตำแหน่งของยูนิตวงจรทำงานแต่ละยูนิตตามการไหลของวงจร เพื่อให้เลย์เอาต์สะดวกสำหรับการไหลของสัญญาณ และสัญญาณมีความสอดคล้องกันมากที่สุด หลักการแรกของการจัดวางคือการตรวจสอบการเดินสายของสายไฟ ให้ความสนใจกับการเชื่อมต่อของสายจูงที่บินได้เมื่อเคลื่อนย้ายอุปกรณ์ และรวมอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันเพื่อลดพื้นที่ลูปให้มากที่สุดเพื่อลดการรบกวนทางรังสีของแหล่งจ่ายไฟสลับ

4. การเดินสาย

แหล่งจ่ายไฟสลับมีสัญญาณความถี่สูง เส้นที่พิมพ์บน PCB สามารถทำหน้าที่เป็นเสาอากาศได้ ความยาวและความกว้างของเส้นที่พิมพ์จะส่งผลต่ออิมพีแดนซ์และการเหนี่ยวนำ ซึ่งส่งผลต่อการตอบสนองความถี่ แม้แต่เส้นที่พิมพ์ผ่านสัญญาณ DC ก็ยังสามารถเชื่อมต่อกับสัญญาณความถี่วิทยุจากเส้นที่พิมพ์ที่อยู่ติดกัน และทำให้เกิดปัญหาเกี่ยวกับวงจรได้ (แม้กระทั่งการแผ่สัญญาณรบกวนอีกครั้ง) ดังนั้น เส้นที่พิมพ์ทั้งหมดที่ผ่านกระแสไฟ AC ควรได้รับการออกแบบให้สั้นและกว้างที่สุด ซึ่งหมายความว่าส่วนประกอบทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับสายที่พิมพ์และสายไฟอื่นๆ จะต้องวางไว้ใกล้กันมาก

ความยาวของเส้นที่พิมพ์เป็นสัดส่วนกับการเหนี่ยวนำและอิมพีแดนซ์ และความกว้างแปรผกผันกับการเหนี่ยวนำและอิมพีแดนซ์ของเส้นที่พิมพ์ ความยาวสะท้อนความยาวคลื่นของการตอบสนองของเส้นที่พิมพ์ ยิ่งมีความยาวมากเท่าใด ความถี่ที่เส้นพิมพ์สามารถส่งและรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าก็จะยิ่งต่ำลง และสามารถแผ่พลังงานคลื่นความถี่วิทยุได้มากขึ้น ตามขนาดของแผงวงจรพิมพ์ในปัจจุบัน พยายามเพิ่มความกว้างของสายไฟเพื่อลดความต้านทานของวงจร ในเวลาเดียวกันทำให้ทิศทางของสายไฟและสายดินสอดคล้องกับทิศทางของกระแสซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการป้องกันเสียงรบกวน การต่อสายดินเป็นสาขาด้านล่างของสี่ลูปปัจจุบันของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง มีบทบาทสำคัญในเป็นจุดอ้างอิงทั่วไปสำหรับวงจร และเป็นวิธีที่สำคัญในการควบคุมสัญญาณรบกวน ดังนั้นการวางสายดินควรพิจารณาอย่างรอบคอบในการจัดวาง การผสมสายดินต่างๆ จะทำให้การทำงานของแหล่งจ่ายไฟไม่เสถียร