스위칭 전원 공급 장치의 스위칭 특성으로 인해 스위칭 전원 공급 장치에서 큰 전자기 호환성 간섭이 발생하기 쉽습니다. 전원 공급 장치 엔지니어, 전자파 적합성 엔지니어 또는 PCB 레이아웃 엔지니어로서 전자파 적합성 문제의 원인을 이해하고 조치를 해결해야 하며, 특히 레이아웃 엔지니어는 더티 스팟의 확장을 방지하는 방법을 알아야 합니다. 이번 글에서는 주로 전원 PCB 설계의 주요 포인트를 소개합니다.
1. 몇 가지 기본 원칙: 모든 와이어에는 임피던스가 있습니다. 전류는 항상 임피던스가 가장 낮은 경로를 자동으로 선택합니다. 방사선 강도는 전류, 주파수 및 루프 면적과 관련이 있습니다. 공통 모드 간섭은 접지에 대한 대형 dv/dt 신호의 상호 정전용량과 관련됩니다. EMI를 줄이고 간섭 방지 능력을 향상시키는 원리는 유사합니다.
2. 레이아웃은 전원 공급 장치, 아날로그, 고속 디지털 및 각 기능 블록에 따라 분할되어야 합니다.
3. 큰 di/dt 루프의 면적을 최소화하고 길이(또는 큰 dv/dt 신호 라인의 면적, 너비)를 줄입니다. 추적 영역이 증가하면 분산 정전 용량도 증가합니다. 일반적인 접근 방식은 다음과 같습니다. 추적 폭을 최대한 크게 하고 초과 부분을 제거하고 직선으로 걸어 숨겨진 영역을 줄여 방사선을 줄입니다.
4. 유도성 누화는 주로 큰 di/dt 루프(루프 안테나)로 인해 발생하며 유도 강도는 상호 인덕턴스에 비례하므로 이러한 신호의 상호 인덕턴스를 줄이는 것이 더 중요합니다(주요 방법은 감소하는 것입니다) 루프 영역을 늘리고 거리를 늘립니다.) 성적 누화는 주로 큰 dv/dt 신호에 의해 생성되며 유도 강도는 상호 정전 용량에 비례합니다. 이러한 신호의 모든 상호 정전용량은 감소합니다(주요 방법은 유효 결합 영역을 줄이고 거리를 늘리는 것입니다. 상호 정전용량은 거리가 증가함에 따라 감소합니다. 더 빠르게)가 더 중요합니다.
5. 그림 1과 같이 큰 di/dt 루프의 면적을 더 줄이기 위해 루프 취소 원리를 사용해 보십시오(연선과 유사함).
루프 제거 원리를 사용하여 간섭 방지 기능을 개선하고 전송 거리를 늘립니다.
그림 1, 루프 제거(부스트 회로의 프리휠링 루프)
6. 루프 면적을 줄이면 방사가 감소할 뿐만 아니라 루프 인덕턴스가 감소하여 회로 성능이 향상됩니다.
7. 루프 영역을 줄이려면 각 트레이스의 반환 경로를 정확하게 설계해야 합니다.
8. 여러 PCB가 커넥터를 통해 연결된 경우 특히 큰 di/dt 신호, 고주파수 신호 또는 민감한 신호의 경우 루프 영역을 최소화하는 것도 고려해야 합니다. 하나의 신호선은 하나의 접지선에 해당하고 두 선은 최대한 가깝게 배치하는 것이 가장 좋습니다. 필요한 경우 연선을 연결에 사용할 수 있습니다(각 연선의 길이는 잡음 반파장의 정수배에 해당함). 컴퓨터 케이스를 열면 마더보드와 전면 패널 사이의 USB 인터페이스가 트위스트 페어로 연결되어 있는 것을 볼 수 있습니다. 이는 간섭 방지 및 방사선 감소를 위한 트위스트 페어 연결의 중요성을 보여줍니다.
9. 데이터 케이블의 경우 케이블에 더 많은 접지선을 배열하고 이러한 접지선을 케이블에 고르게 분산시켜 루프 면적을 효과적으로 줄일 수 있습니다.
10. 일부 보드 간 연결선은 저주파 신호이지만, 이러한 저주파 신호에는 고주파 노이즈(전도 및 방사를 통해)가 많이 포함되어 있으므로 적절하게 처리하지 않으면 이러한 노이즈가 방출되기 쉽습니다.
11. 배선 시에는 전류가 큰 트레이스와 방사선에 취약한 트레이스를 먼저 고려하십시오.
12. 스위칭 전원 공급 장치에는 일반적으로 입력, 출력, 스위치, 프리휠링 등 4개의 전류 루프가 있습니다(그림 2). 그 중 입력 및 출력 전류 루프는 거의 직류이고 emi가 거의 생성되지 않지만 쉽게 방해를 받습니다. 스위칭 및 프리휠링 전류 루프는 더 큰 di/dt를 가지므로 주의가 필요합니다.
그림 2, 벅 회로의 전류 루프
13. mos(igbt) 튜브의 게이트 구동 회로에는 일반적으로 큰 di/dt도 포함되어 있습니다.
14. 간섭을 피하기 위해 제어 회로, 아날로그 회로 등 소신호 회로를 대전류, 고주파, 고전압 회로 내부에 배치하지 마십시오.
계속됩니다…