בשל מאפייני המיתוג של ספק הכוח המיתוג, קל לגרום לאספקת המיתוג לייצר הפרעות תאימות אלקטרומגנטיות גדולות. כמהנדס ספק כוח, מהנדס תאימות אלקטרומגנטית או מהנדס פריסת PCB, עליך להבין את הגורמים לבעיות תאימות אלקטרומגנטית ולפתור אמצעים, במיוחד מהנדסי פריסה צריכים לדעת כיצד להימנע מהתרחבות של נקודות מלוכלכות. מאמר זה מציג בעיקר את הנקודות העיקריות של עיצוב PCB של ספק כוח.

1. מספר עקרונות בסיסיים: לכל חוט יש עכבה; הנוכחי תמיד בוחר אוטומטית את הנתיב עם הכי פחות עכבה; עוצמת הקרינה קשורה לזרם, לתדירות ולאזור הלולאה; הפרעות במצב משותף קשורה לקיבול ההדדי של אותות dv/dt גדולים לאדמה; העיקרון של הפחתת EMI ושיפור יכולת אנטי-הפרעות דומה.

2. הפריסה צריכה להיות מחולקת לפי ספק כוח, אנלוגי, דיגיטלי במהירות גבוהה וכל בלוק פונקציונלי.

3. צמצמו למינימום את השטח של לולאת di/dt הגדולה והקטינו את האורך (או השטח, רוחב קו האות הגדול של dv/dt). הגידול בשטח העקבות יגדיל את הקיבול המבוזר. הגישה הכללית היא: רוחב עקבות נסו להיות כמה שיותר גדול, אך הסר את החלק העודף), ונסו ללכת בקו ישר כדי לצמצם את האזור הנסתר כדי להפחית את הקרינה.

4. דיבור אינדוקטיבי נגרם בעיקר על ידי לולאת di/dt הגדולה (אנטנת לולאה), ועוצמת האינדוקציה פרופורציונלית לשראות ההדדית, ולכן חשוב יותר להפחית את השראות ההדדית עם אותות אלו (הדרך העיקרית היא להפחית אזור הלולאה והגדלת המרחק); הצלבה מינית נוצרת בעיקר על ידי אותות dv/dt גדולים, ועוצמת האינדוקציה פרופורציונלית לקיבול ההדדי. כל הקיבולים ההדדיים עם האותות הללו מצטמצמים (הדרך העיקרית היא לצמצם את שטח הצימוד האפקטיבי ולהגדיל את המרחק. הקיבול ההדדי יורד עם הגדלת המרחק. מהיר יותר) הוא קריטי יותר.

5. נסה להשתמש בעקרון ביטול הלולאה כדי לצמצם עוד יותר את שטח לולאת ה-di/dt הגדולה, כפי שמוצג באיור 1 (בדומה לזוג מעוות
השתמש בעקרון ביטול הלולאה כדי לשפר את יכולת האנטי-הפרעות ולהגדיל את מרחק השידור):

איור 1, ביטול לולאה (לולאת גלגלים חופשיים של מעגל הגברת)

6. צמצום שטח הלולאה לא רק מפחית את הקרינה, אלא גם מפחית את השראות הלולאה, מה שהופך את ביצועי המעגל לטובים יותר.

7. צמצום שטח הלולאה מחייב אותנו לתכנן במדויק את נתיב ההחזרה של כל עקבות.

8. כאשר מספר PCBs מחוברים באמצעות מחברים, יש צורך לשקול גם למזער את שטח הלולאה, במיוחד עבור אותות di/dt גדולים, אותות בתדר גבוה או אותות רגישים. עדיף שחוט אות אחד יתאים לחוט הארקה אחד, ושני החוטים יהיו קרובים ככל האפשר. במידת הצורך, ניתן להשתמש בחוטי זוג מעוותים לחיבור (האורך של כל חוט זוג מעוות מתאים לכפולה שלמה של חצי אורך הרעש). אם פותחים את מארז המחשב, ניתן לראות שממשק ה-USB בין לוח האם לפאנל הקדמי מחובר עם זוג מעוות, מה שמראה את החשיבות של חיבור הצמד המעוות למניעת הפרעות והפחתת קרינה.

9. עבור כבל הנתונים, נסה לסדר יותר חוטי הארקה בכבל, ולהפוך את חוטי ההארקה הללו לפזר שווה בכבל, מה שיכול למעשה להפחית את שטח הלולאה.

10. למרות שחלק מקווי חיבור בין-לוח הם אותות בתדר נמוך, מכיוון שאותות בתדר נמוך אלו מכילים הרבה רעש בתדר גבוה (דרך הולכה וקרינה), קל להקרין רעשים אלו אם לא מטפלים בהם נכון.

11. בעת חיווט, שקול תחילה עקבות זרם גדולות ועקבות המועדים לקרינה.

12. מיתוג ספקי כוח יש בדרך כלל 4 לולאות זרם: קלט, פלט, מתג, גלגל חופשי, (איור 2). ביניהם, לולאות זרם הקלט והיציאה הן כמעט זרם ישר, כמעט לא נוצר emi, אך הם מופרעים בקלות; ללולאות הזרם המיתוג והחופשי יש di/dt גדול יותר, מה שדורש תשומת לב.
איור 2, לולאה נוכחית של מעגל באק

13. מעגל כונן השער של צינור ה-mos (igbt) מכיל בדרך כלל גם di/dt גדול.

14. אין למקם מעגלי אות קטנים, כגון מעגלים בקרה ואנלוגיים, בתוך מעגלי זרם גדול, תדר גבוה ומתח גבוה כדי למנוע הפרעות.

להמשך…..