สำหรับการวิจัยและพัฒนาแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง การออกแบบ PCB occupies a very important position. A bad PCB has poor EMC performance, high output noise, weak anti-interference ability, and even basic functions are defective.

แตกต่างจาก PCBS ฮาร์ดแวร์อื่น ๆ เล็กน้อย PCBS กำลังไฟฟ้าสลับมีลักษณะบางอย่างของตัวเอง บทความนี้จะกล่าวถึงหลักการพื้นฐานบางประการของการเดินสาย PCB สำหรับการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งโดยพิจารณาจากประสบการณ์ทางวิศวกรรม

1, spacing

ระยะห่างบรรทัดต้องพิจารณาสำหรับผลิตภัณฑ์ไฟฟ้าแรงสูง ระยะห่างที่สามารถตอบสนองข้อกำหนดของกฎระเบียบด้านความปลอดภัยที่สอดคล้องกันนั้นดีที่สุด แต่หลายครั้งสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไม่ต้องการการรับรอง หรือไม่ตรงตามการรับรอง ระยะห่างจะถูกกำหนดโดยประสบการณ์ ความกว้างของระยะห่างใดที่เหมาะสม? ต้องพิจารณาการผลิตว่าจะรับรองความสะอาดพื้นผิวบอร์ด ความชื้นสิ่งแวดล้อม มลพิษอื่น ๆ รอสถานการณ์อย่างไร

For the mains input, even if the board surface can be guaranteed clean and sealed, MOS tube drain source electrode close to 600V, less than 1mm is actually more dangerous!

2. ส่วนประกอบที่ขอบกระดาน

For the patch capacitance or other easily damaged devices at the edge of PCB, the PCB splitter direction must be taken into consideration when placing. The figure shows the comparison of the stress on the devices under various placement methods.

FIG. 1 Comparison of stress on the device when the plate is split

จะเห็นได้ว่าอุปกรณ์ควรอยู่ห่างจากและขนานกับขอบของตัวแยกสัญญาณ มิฉะนั้น ส่วนประกอบอาจเสียหายเนื่องจากตัวแยก PCB

3. Loop area

Whether input or output, power loop or signal loop, should be as small as possible. วงจรไฟฟ้าปล่อยสนามแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งจะนำไปสู่ลักษณะ EMI ที่ไม่ดีหรือมีสัญญาณรบกวนเอาต์พุตขนาดใหญ่ At the same time, if received by the control ring, it is likely to cause an exception.

On the other hand, if the power loop area is larger, the equivalent parasitic inductance will also increase, which may increase the drain noise peak.

4. สายไฟที่สำคัญ

เนื่องจากผลกระทบของ DI/DT การเหนี่ยวนำที่โหนดไดนามิกจะต้องลดลง มิฉะนั้นจะเกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แรง ถ้าต้องการลดความเหนี่ยวนำ โดยทั่วไปต้องการลดความยาวของสายไฟ เพิ่มความกว้างของการกระทำมีขนาดเล็ก

5. สายสัญญาณ

สำหรับส่วนควบคุมทั้งหมด ควรพิจารณาเดินสายไฟให้ห่างจากส่วนจ่ายไฟ หากทั้งสองอยู่ใกล้กันเนื่องจากข้อจำกัดอื่น ๆ สายควบคุมและสายไฟไม่ควรขนานกัน มิฉะนั้น อาจทำให้การทำงานของแหล่งจ่ายไฟผิดปกติ ช็อต

In addition, if the control line is very long, a pair of back and forth lines should be close to each other, or the two lines should be placed on the two sides of the PCB facing each other, so as to reduce the loop area and avoid interference by the electromagnetic field of the power part. FIG. 2 illustrates the correct and incorrect signal line routing methods between A and B.

รูปที่ 2 วิธีการกำหนดเส้นทางสายสัญญาณที่ถูกต้องและไม่ถูกต้อง

Of course, the signal line should minimize the connection through holes!

6, copper

บางครั้งการวางทองแดงก็ไม่จำเป็นอย่างยิ่งและควรหลีกเลี่ยงด้วยซ้ำ If the copper was large enough and its voltage varied, it might act as an antenna, radiating electromagnetic waves around it. ในทางกลับกัน ง่ายต่อการรับเสียงรบกวน

Generally, copper laying is only allowed on static nodes, such as the “ground” node at the output end, which can effectively increase the output capacitance and filter out some noise signals.

7, mapping,

For a circuit, copper can be laid on one side of the PCB, which automatically maps to the wiring on the other side of the PCB to minimize the impedance of the circuit. It is as if a set of impediments with different impedance values are connected in parallel, and the current will automatically choose the path with the lowest impedance to flow through.

คุณสามารถต่อสายส่วนควบคุมของวงจรที่ด้านใดด้านหนึ่ง และวางทองแดงบนโหนด “กราวด์” ที่อีกด้านหนึ่ง แล้วเชื่อมต่อทั้งสองด้านผ่านรู

8. Output rectifier diode

หากไดโอดเรียงกระแสเอาต์พุตอยู่ใกล้กับเอาต์พุต ไม่ควรวางขนานกับเอาต์พุต มิฉะนั้น สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้างขึ้นที่ไดโอดจะเจาะเข้าไปในลูปที่เกิดจากเอาต์พุตกำลังและโหลดภายนอก เพื่อให้สัญญาณรบกวนเอาต์พุตที่วัดได้เพิ่มขึ้น

รูปที่. 3 ตำแหน่งที่ถูกต้องและไม่ถูกต้องของไดโอด

9, สายดิน,

การเดินสายดินต้องระวังให้มาก มิฉะนั้น EMS, EMI และประสิทธิภาพอื่นๆ อาจลดลง สำหรับการสลับแหล่งจ่ายไฟ PCB “กราวด์” อย่างน้อยสองจุดต่อไปนี้ :(1) กราวด์กำลังและกราวด์สัญญาณควรเป็นการเชื่อมต่อจุดเดียว (2) ไม่ควรมีกราวด์กราวด์

10. Y capacitance

อินพุตและเอาต์พุตมักจะเชื่อมต่อกับตัวเก็บประจุ Y บางครั้งด้วยเหตุผลบางอย่าง มันอาจจะไม่สามารถแขวนบนกราวด์ของตัวเก็บประจุอินพุตได้ จำไว้ว่าต้องเชื่อมต่อกับโหนดคงที่ เช่น ขั้วไฟฟ้าแรงสูง

11 อื่น ๆ

เมื่อออกแบบ PCB ของแหล่งจ่ายไฟจริง อาจมีปัญหาอื่นที่ต้องพิจารณา เช่น “วาริสเตอร์ควรอยู่ใกล้กับวงจรป้องกัน”, “การเหนี่ยวนำโหมดทั่วไปเพื่อเพิ่มฟันคายประจุ”, “แหล่งจ่ายไฟ VCC ของชิปควร เพิ่มตัวเก็บประจุ” เป็นต้น นอกจากนี้ ควรพิจารณาถึงความจำเป็นในการดูแลเป็นพิเศษ เช่น ฟอยล์ทองแดง ฉนวน ฯลฯ ในขั้นตอนการออกแบบ PCB

บางครั้งมักจะพบหลายหลักการขัดแย้งกัน เพื่อตอบสนองหนึ่งในนั้นไม่สามารถตอบสนองอื่น ๆ นี่คือความจำเป็นสำหรับวิศวกรที่จะใช้ประสบการณ์ที่มีอยู่ ตามความต้องการของโครงการจริง กำหนดสายไฟที่เหมาะสมที่สุด!