มีความสัมพันธ์พื้นฐาน 29 ครั้งระหว่างเลย์เอาต์และ PCB!

เนื่องจากลักษณะการสลับของแหล่งจ่ายไฟสลับจึงเป็นเรื่องง่ายที่จะทำให้แหล่งจ่ายไฟสลับเพื่อสร้างสัญญาณรบกวนความเข้ากันได้ของแม่เหล็กไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม ในฐานะวิศวกรแหล่งจ่ายไฟวิศวกรความเข้ากันได้ของแม่เหล็กไฟฟ้าหรือวิศวกรเค้าโครง PCB คุณต้องเข้าใจสาเหตุของปัญหาความเข้ากันได้ของแม่เหล็กไฟฟ้าและมีการแก้ไขมาตรการโดยเฉพาะอย่างยิ่งวิศวกรเค้าโครงจำเป็นต้องรู้วิธีหลีกเลี่ยงการขยายจุดสกปรก บทความนี้ส่วนใหญ่แนะนำจุดหลักของการออกแบบ PCB แหล่งจ่ายไฟ

1. หลักการพื้นฐานหลายประการ: ลวดใด ๆ มีความต้านทาน ปัจจุบันมักจะเลือกเส้นทางโดยอัตโนมัติด้วยอิมพีแดนซ์น้อยที่สุด ความเข้มของรังสีเกี่ยวข้องกับกระแสไฟฟ้าความถี่และพื้นที่วนรอบ การรบกวนโหมดทั่วไปเกี่ยวข้องกับความจุซึ่งกันและกันของสัญญาณ DV/DT ขนาดใหญ่เป็นพื้น หลักการของการลด EMI และเพิ่มความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซงนั้นคล้ายคลึงกัน

2. เค้าโครงควรแบ่งพาร์ติชันตามแหล่งจ่ายไฟอะนาล็อกดิจิตอลความเร็วสูงและแต่ละบล็อกการทำงาน

3. ลดพื้นที่ของลูป DI/DT ขนาดใหญ่และลดความยาว (หรือพื้นที่ความกว้างของสายสัญญาณ DV/DT ขนาดใหญ่) การเพิ่มขึ้นของพื้นที่ติดตามจะเพิ่มความจุแบบกระจาย วิธีการทั่วไปคือ: ความกว้างของการติดตามพยายามที่จะมีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ลบส่วนที่มากเกินไป) และพยายามเดินเป็นเส้นตรงเพื่อลดพื้นที่ที่ซ่อนอยู่เพื่อลดการแผ่รังสี

4. crosstalk อุปนัยส่วนใหญ่เกิดจาก di/dt loop ขนาดใหญ่ (เสาอากาศลูป) และความเข้มของการเหนี่ยวนำเป็นสัดส่วนกับการเหนี่ยวนำร่วมกันดังนั้นจึงสำคัญกว่าที่จะลดการเหนี่ยวนำร่วมกับสัญญาณเหล่านี้ (วิธีหลักคือลดพื้นที่วนรอบและเพิ่มระยะทาง); crosstalk ทางเพศส่วนใหญ่เกิดจากสัญญาณ DV/DT ขนาดใหญ่และความเข้มของการเหนี่ยวนำเป็นสัดส่วนกับความจุซึ่งกันและกัน ความสามารถร่วมกันทั้งหมดที่มีสัญญาณเหล่านี้ลดลง (วิธีหลักคือการลดพื้นที่การมีเพศสัมพันธ์ที่มีประสิทธิภาพและเพิ่มระยะทางความจุซึ่งกันและกันลดลงเมื่อเพิ่มระยะทางเร็วขึ้น) มีความสำคัญมากขึ้น

 

5. พยายามใช้หลักการของการยกเลิกลูปเพื่อลดพื้นที่ของลูป di/dt ขนาดใหญ่เพิ่มเติมดังแสดงในรูปที่ 1 (คล้ายกับคู่บิด
ใช้หลักการของการยกเลิกลูปเพื่อปรับปรุงความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซงและเพิ่มระยะการส่งสัญญาณ):

รูปที่ 1, การยกเลิกลูป

6. การลดพื้นที่ลูปไม่เพียง แต่ลดการแผ่รังสี แต่ยังช่วยลดการเหนี่ยวนำลูปทำให้ประสิทธิภาพของวงจรดีขึ้น

7. การลดพื้นที่ลูปต้องการให้เราออกแบบเส้นทางการกลับมาของแต่ละร่องรอยอย่างแม่นยำ

8. เมื่อ PCB หลายตัวเชื่อมต่อผ่านตัวเชื่อมต่อก็จำเป็นต้องพิจารณาลดพื้นที่ลูปให้น้อยที่สุดโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสัญญาณ DI/DT ขนาดใหญ่สัญญาณความถี่สูงหรือสัญญาณที่ละเอียดอ่อน เป็นการดีที่สุดที่สายสัญญาณหนึ่งเส้นสอดคล้องกับสายกราวด์หนึ่งสายและสายไฟทั้งสองนั้นใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะทำได้ หากจำเป็นสายไฟคู่บิดสามารถใช้สำหรับการเชื่อมต่อ (ความยาวของลวดคู่บิดแต่ละเส้นสอดคล้องกับจำนวนเต็มของความยาวคลื่นครึ่งสัญญาณรบกวน) หากคุณเปิดเคสคอมพิวเตอร์คุณจะเห็นว่าอินเทอร์เฟซ USB ระหว่างเมนบอร์ดและแผงด้านหน้าเชื่อมต่อกับคู่บิดซึ่งแสดงความสำคัญของการเชื่อมต่อคู่บิดสำหรับการต่อต้านการแทรกแซงและลดรังสี

9. สำหรับสายเคเบิลข้อมูลลองจัดเรียงสายไฟพื้นมากขึ้นในสายเคเบิลและทำให้สายไฟเหล่านี้กระจายอย่างสม่ำเสมอในสายเคเบิลซึ่งสามารถลดพื้นที่วนรอบได้อย่างมีประสิทธิภาพ

10. แม้ว่าบางสายการเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดจะเป็นสัญญาณความถี่ต่ำเนื่องจากสัญญาณความถี่ต่ำเหล่านี้มีสัญญาณรบกวนความถี่สูงจำนวนมาก (ผ่านการนำไฟฟ้าและรังสี) มันเป็นเรื่องง่ายที่จะแผ่เสียงเหล่านี้หากไม่ได้จัดการอย่างถูกต้อง

11. เมื่อเดินสายก่อนอื่นให้พิจารณาร่องรอยและร่องรอยปัจจุบันขนาดใหญ่ที่มีแนวโน้มที่จะรังสี

12. แหล่งจ่ายไฟการสลับมักจะมี 4 ลูปปัจจุบัน: อินพุต, เอาต์พุต, สวิตช์, ฟรีล้อเล่น, (รูปที่ 2) ในหมู่พวกเขาลูปกระแสอินพุตและเอาต์พุตเกือบจะเป็นกระแสตรงเกือบจะไม่มีการสร้าง EMI แต่ถูกรบกวนได้ง่าย การสลับและลูปกระแสไฟฟ้าแบบฟรีมีขนาดใหญ่กว่า di/dt ซึ่งต้องการความสนใจ
รูปที่ 2 วงจรวนรอบปัจจุบัน

13. วงจรไดรฟ์ประตูของหลอด MOS (IGBT) มักจะมี di/dt ขนาดใหญ่

14. อย่าวางวงจรสัญญาณขนาดเล็กเช่นการควบคุมและวงจรอะนาล็อกภายในกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ความถี่สูงและวงจรแรงดันสูงเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวน

 

จะดำเนินการต่อ… ..