رابطه اساسی بین چیدمان و PCB 2

با توجه به ویژگی های سوئیچینگ منبع تغذیه سوئیچینگ، به راحتی می توان باعث شد منبع تغذیه سوئیچینگ تداخل سازگاری الکترومغناطیسی زیادی ایجاد کند.به عنوان یک مهندس منبع تغذیه، مهندس سازگاری الکترومغناطیسی یا یک مهندس چیدمان PCB، باید دلایل مشکلات سازگاری الکترومغناطیسی را درک کنید و اقدامات را حل کرده باشید، به خصوص مهندسین چیدمان باید بدانند چگونه از گسترش نقاط کثیف جلوگیری کنند.این مقاله عمدتاً نکات اصلی طراحی PCB منبع تغذیه را معرفی می کند.

 

15. برای کاهش تداخل، ناحیه حلقه سیگنال حساس (حساس) و طول سیم کشی را کاهش دهید.

16. ردهای سیگنال کوچک از خطوط سیگنال dv/dt بزرگ (مانند قطب C یا قطب D لوله سوئیچ، بافر (snubber) و شبکه گیره) برای کاهش کوپلینگ و زمین (یا) بسیار دور هستند. منبع تغذیه، به طور خلاصه) سیگنال بالقوه) برای کاهش بیشتر کوپلینگ، و زمین باید در تماس خوبی با صفحه زمین باشد.در عین حال، ردهای سیگنال کوچک باید تا حد امکان از خطوط سیگنال بزرگ di/dt دور باشند تا از تداخل القایی جلوگیری شود.بهتر است وقتی سیگنال کوچک ردیابی می شود زیر سیگنال بزرگ dv/dt نروید.اگر پشت سیگنال کوچک را بتوان زمین کرد (همان زمین)، سیگنال نویز متصل به آن را نیز می توان کاهش داد.

17. بهتر است در اطراف و پشت این ردهای سیگنال dv/dt و di/dt بزرگ (از جمله قطب های C/D دستگاه های سوئیچینگ و رادیاتور لوله سوئیچ) زمین گذاشته و از بالا و پایین استفاده کنید. لایه های زمین از طریق اتصال سوراخ، و این زمین را به یک نقطه زمین مشترک (معمولاً قطب E/S لوله سوئیچ، یا مقاومت نمونه برداری) با رد امپدانس کم وصل کنید.این می تواند EMI تابشی را کاهش دهد.لازم به ذکر است که زمین سیگنال کوچک نباید به این زمین محافظ متصل شود، در غیر این صورت تداخل بیشتری ایجاد می کند.آثار dv/dt بزرگ معمولاً از طریق خازن متقابل تداخل را به رادیاتور و زمین نزدیک می‌کنند.بهتر است رادیاتور لوله سوئیچ را به زمین محافظ متصل کنید.استفاده از دستگاه های سوئیچینگ روی سطح نیز ظرفیت خازنی متقابل را کاهش می دهد و در نتیجه کوپلینگ را کاهش می دهد.

18. بهتر است از vias برای ردیابی هایی که مستعد تداخل هستند استفاده نکنید، زیرا با تمام لایه هایی که via از آنها عبور می کند تداخل ایجاد می کند.

19. محافظ می تواند EMI تابشی را کاهش دهد، اما به دلیل افزایش ظرفیت خازنی به زمین، EMI هدایت شده (حالت مشترک یا حالت دیفرانسیل بیرونی) افزایش می یابد، اما تا زمانی که لایه محافظ به درستی زمین شود، افزایش زیادی نخواهد داشت.می توان آن را در طراحی واقعی در نظر گرفت.

20. برای جلوگیری از تداخل امپدانس مشترک، از یک نقطه زمین و منبع تغذیه از یک نقطه استفاده کنید.

21. منابع تغذیه سوئیچینگ معمولاً دارای سه پایه هستند: زمین با جریان زیاد برق ورودی، زمین با جریان بالا قدرت خروجی و زمین کنترل سیگنال کوچک.روش اتصال به زمین در نمودار زیر نشان داده شده است:

22. هنگام اتصال به زمین، ابتدا ماهیت زمین را قبل از اتصال قضاوت کنید.زمین نمونه برداری و تقویت خطا معمولاً باید به قطب منفی خازن خروجی متصل شود و سیگنال نمونه برداری معمولاً باید از قطب مثبت خازن خروجی خارج شود.زمین کنترل سیگنال کوچک و زمین محرک معمولاً باید به ترتیب به قطب E/S یا مقاومت نمونه گیری لوله سوئیچ متصل شوند تا از تداخل امپدانس مشترک جلوگیری شود.معمولاً زمین کنترل و زمین درایو آی سی به طور جداگانه به بیرون هدایت نمی شوند.در این زمان، امپدانس سرب از مقاومت نمونه‌برداری به زمین فوق باید تا حد امکان کوچک باشد تا تداخل امپدانس رایج به حداقل برسد و دقت نمونه‌گیری جریان بهبود یابد.

23. شبکه نمونه برداری ولتاژ خروجی بهتر است به تقویت کننده خطا نزدیک باشد تا خروجی.این به این دلیل است که سیگنال‌های امپدانس پایین نسبت به سیگنال‌های امپدانس بالا کمتر مستعد تداخل هستند.آثار نمونه برداری باید تا حد امکان به یکدیگر نزدیک باشند تا نویز دریافتی کاهش یابد.

24. توجه داشته باشید که چیدمان سلف ها دور و عمود بر یکدیگر باشد تا اندوکتانس متقابل کاهش یابد، به ویژه سلف های ذخیره انرژی و سلف های فیلتر.

25. زمانی که از خازن فرکانس بالا و خازن فرکانس پایین به صورت موازی استفاده می شود، به چیدمان توجه کنید، خازن فرکانس بالا به کاربر نزدیک است.

26. تداخل فرکانس پایین عموماً حالت دیفرانسیل (زیر 1M) است و تداخل فرکانس بالا معمولاً حالت معمولی است که معمولاً با تابش همراه است.

27. اگر سیگنال فرکانس بالا به لید ورودی کوپل شود، تشکیل EMI (حالت مشترک) آسان است.می توانید یک حلقه مغناطیسی روی سرب ورودی نزدیک به منبع تغذیه قرار دهید.اگر EMI کاهش یابد نشان دهنده این مشکل است.راه حل این مشکل کاهش کوپلینگ یا کاهش EMI مدار است.اگر نویز فرکانس بالا تمیز فیلتر نشود و به ورودی ورودی هدایت نشود، EMI (حالت دیفرانسیل) نیز تشکیل می شود.در این زمان، حلقه مغناطیسی نمی تواند مشکل را حل کند.رشته دو سلف فرکانس بالا (متقارن) که در آن لید ورودی نزدیک به منبع تغذیه است.کاهش نشان می دهد که این مشکل وجود دارد.راه حل این مشکل بهبود فیلترینگ یا کاهش تولید نویز با فرکانس بالا توسط بافر، بستن و سایر وسایل است.

28. اندازه گیری حالت دیفرانسیل و جریان حالت مشترک:

29. فیلتر EMI باید تا حد امکان به خط ورودی نزدیک باشد و سیم کشی خط ورودی باید تا حد امکان کوتاه باشد تا کوپلینگ بین مراحل جلو و عقب فیلتر EMI به حداقل برسد.سیم ورودی بهتر است با زمین شاسی محافظت شود (روش همانطور که در بالا توضیح داده شد).فیلتر EMI خروجی نیز باید به طور مشابه رفتار شود.سعی کنید فاصله بین خط ورودی و ردیابی سیگنال dv/dt بالا را افزایش دهید و آن را در طرح در نظر بگیرید.