Hubungan dasar antara tata letak dan PCB 2

Karena karakteristik switching dari catu daya switching, mudah untuk menyebabkan catu daya switching menghasilkan gangguan kompatibilitas elektromagnetik yang hebat. Sebagai insinyur catu daya, insinyur kompatibilitas elektromagnetik, atau insinyur tata letak PCB, Anda harus memahami penyebab masalah kompatibilitas elektromagnetik dan telah menyelesaikan langkah -langkah, terutama insinyur tata letak perlu tahu cara menghindari perluasan bintik -bintik kotor. Artikel ini terutama memperkenalkan titik -titik utama desain PCB catu daya.

 

15. Kurangi area loop sinyal yang rentan (sensitif) dan panjang kabel untuk mengurangi gangguan.

16. Jejak sinyal kecil jauh dari garis sinyal DV/DT yang besar (seperti tiang C atau kutub D dari tabung sakelar, buffer (snubber) dan jaringan klem) untuk mengurangi kopling, dan sinyal potensial tanah (atau catu daya pendek) untuk mengurangi kopling, dan tanah harus berada dalam kontak yang baik dengan pesawat ground. Pada saat yang sama, jejak sinyal kecil harus sejauh mungkin dari saluran sinyal DI/DT besar untuk mencegah crosstalk induktif. Lebih baik tidak masuk di bawah sinyal DV/DT besar ketika sinyal kecil menelusuri. Jika bagian belakang jejak sinyal kecil dapat dibumikan (tanah yang sama), sinyal noise yang digabungkan dengan itu juga dapat dikurangi.

17. Lebih baik meletakkan tanah di sekitar dan di belakang jejak sinyal DV/DT dan Di/DT yang besar ini (termasuk kutub C/D dari perangkat switching dan radiator tabung sakelar), dan menggunakan lapisan atas dan bawah ground melalui koneksi lubang, dan menghubungkan ground ke titik tanah yang umum (biasanya tiang E/S dari tabung sakelar, atau penekanan sampel) dengan resisor pengambilan sampel). Ini dapat mengurangi EMI yang dipancarkan. Perlu dicatat bahwa tanah sinyal kecil tidak boleh terhubung ke tanah pelindung ini, jika tidak ia akan memperkenalkan gangguan yang lebih besar. Jejak DV/DT besar biasanya memasangkan gangguan ke radiator dan tanah di dekatnya melalui kapasitansi timbal balik. Yang terbaik adalah menghubungkan radiator tabung sakelar ke tanah pelindung. Penggunaan perangkat switching pemasangan permukaan juga akan mengurangi kapasitansi timbal balik, sehingga mengurangi kopling.

18. Yang terbaik adalah tidak menggunakan vias untuk jejak yang rentan terhadap gangguan, karena akan mengganggu semua lapisan yang dilewati melalui.

19. Perisai dapat mengurangi EMI yang dipancarkan, tetapi karena peningkatan kapasitansi ke tanah, melakukan EMI (mode umum, atau mode diferensial ekstrinsik) akan meningkat, tetapi selama lapisan pelindung dibumikan dengan benar, tidak akan meningkat banyak. Ini dapat dipertimbangkan dalam desain yang sebenarnya.

20. Untuk mencegah gangguan impedansi umum, gunakan satu titik pentanahan dan catu daya dari satu titik.

21. Catu daya switching biasanya memiliki tiga lahan: Input daya arus arus tinggi, output daya arus tinggi, dan tanah kontrol sinyal kecil. Metode koneksi ground ditampilkan dalam diagram berikut:

22. Saat landasan, pertama -tama menilai sifat tanah sebelum terhubung. Tanah untuk pengambilan sampel dan amplifikasi kesalahan biasanya harus dihubungkan ke kutub negatif dari kapasitor output, dan sinyal pengambilan sampel biasanya harus dikeluarkan dari kutub positif kapasitor output. Tanah kontrol sinyal kecil dan tanah penggerak biasanya harus terhubung ke tiang E/S atau resistor pengambilan sampel masing -masing tabung sakelar untuk mencegah gangguan impedansi yang umum. Biasanya tanah kontrol dan penggerak tanah IC tidak dipimpin secara terpisah. Pada saat ini, impedansi timbal dari resistor pengambilan sampel ke tanah di atas harus sekecil mungkin untuk meminimalkan gangguan impedansi umum dan meningkatkan keakuratan pengambilan sampel saat ini.

23. Jaringan pengambilan sampel tegangan output lebih baik untuk menjadi dekat dengan penguat kesalahan daripada ke output. Ini karena sinyal impedansi rendah kurang rentan terhadap gangguan daripada sinyal impedansi tinggi. Jejak pengambilan sampel harus sedekat mungkin satu sama lain untuk mengurangi kebisingan yang diambil.

24. Perhatikan tata letak induktor untuk menjadi jauh dan tegak lurus satu sama lain untuk mengurangi induktansi timbal balik, terutama induktor penyimpanan energi dan induktor filter.

25. Perhatikan tata letak ketika kapasitor frekuensi tinggi dan kapasitor frekuensi rendah digunakan secara paralel, kapasitor frekuensi tinggi dekat dengan pengguna.

26. Gangguan frekuensi rendah umumnya adalah mode diferensial (di bawah 1m), dan gangguan frekuensi tinggi umumnya merupakan mode umum, biasanya digabungkan dengan radiasi.

27. Jika sinyal frekuensi tinggi digabungkan ke timbal input, mudah untuk membentuk EMI (mode umum). Anda dapat meletakkan cincin magnetik pada timbal input dekat dengan catu daya. Jika EMI berkurang, itu menunjukkan masalah ini. Solusi untuk masalah ini adalah mengurangi kopling atau mengurangi EMI sirkuit. Jika noise frekuensi tinggi tidak disaring bersih dan dilakukan pada timbal input, EMI (mode diferensial) juga akan dibentuk. Pada saat ini, cincin magnetik tidak dapat menyelesaikan masalah. String dua induktor frekuensi tinggi (simetris) di mana timbal input dekat dengan catu daya. Penurunan menunjukkan bahwa masalah ini ada. Solusi untuk masalah ini adalah meningkatkan penyaringan, atau mengurangi generasi kebisingan frekuensi tinggi dengan buffering, penjepit dan cara lain.

28. Pengukuran mode diferensial dan arus mode umum:

29. Filter EMI harus sedekat mungkin dengan garis yang masuk, dan kabel saluran yang masuk harus sesingkat mungkin untuk meminimalkan kopling antara tahap depan dan belakang filter EMI. Kawat yang masuk paling baik terlindung dengan tanah sasis (metode ini seperti dijelaskan di atas). Filter EMI output harus diperlakukan sama. Cobalah untuk meningkatkan jarak antara garis yang masuk dan jejak sinyal DV/DT tinggi, dan pertimbangkan di tata letak.