เนื่องจากลักษณะการสลับของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง จึงเป็นเรื่องง่ายที่จะทำให้แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งทำให้เกิดการรบกวนความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม ในฐานะวิศวกรแหล่งจ่ายไฟ วิศวกรความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า หรือวิศวกรโครงร่าง PCB คุณต้องเข้าใจสาเหตุของปัญหาความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า และได้แก้ไขมาตรการต่างๆ โดยเฉพาะวิศวกรโครงร่างจำเป็นต้องรู้วิธีหลีกเลี่ยงการขยายตัวของจุดที่สกปรก บทความนี้จะแนะนำประเด็นหลักของการออกแบบ PCB ของแหล่งจ่ายไฟเป็นหลัก

1. หลักการพื้นฐานหลายประการ: ลวดใด ๆ ที่มีอิมพีแดนซ์; ปัจจุบันจะเลือกเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุดโดยอัตโนมัติเสมอ ความเข้มของรังสีสัมพันธ์กับกระแส ความถี่ และพื้นที่ลูป การรบกวนโหมดทั่วไปสัมพันธ์กับความจุร่วมกันของสัญญาณ dv/dt ขนาดใหญ่ลงสู่กราวด์ หลักการของการลด EMI และเพิ่มความสามารถในการป้องกันการรบกวนก็คล้ายกัน

2. เค้าโครงควรแบ่งพาร์ติชันตามแหล่งจ่ายไฟ อนาล็อก ดิจิตอลความเร็วสูง และแต่ละบล็อกการทำงาน

3. ลดพื้นที่ของลูป di/dt ขนาดใหญ่ให้เหลือน้อยที่สุด และลดความยาว (หรือพื้นที่ ความกว้างของสายสัญญาณ dv/dt ขนาดใหญ่) การเพิ่มพื้นที่การติดตามจะเพิ่มความจุแบบกระจาย วิธีการทั่วไปคือ: ความกว้างของร่องรอย พยายามให้ใหญ่ที่สุดเท่าที่จะทำได้แต่เอาส่วนที่เกินออก) และลองเดินเป็นเส้นตรงเพื่อลดพื้นที่ที่ซ่อนอยู่เพื่อลดการแผ่รังสี

4. Crosstalk แบบเหนี่ยวนำส่วนใหญ่เกิดจากลูป di/dt ขนาดใหญ่ (เสาอากาศแบบลูป) และความเข้มของการเหนี่ยวนำเป็นสัดส่วนกับการเหนี่ยวนำร่วมกัน ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องลดการเหนี่ยวนำร่วมกันด้วยสัญญาณเหล่านี้ (วิธีหลักคือการลด พื้นที่วงรอบและเพิ่มระยะทาง); ครอสทอล์คทางเพศส่วนใหญ่สร้างขึ้นจากสัญญาณ dv/dt ขนาดใหญ่ และความเข้มของการเหนี่ยวนำจะเป็นสัดส่วนกับความจุไฟฟ้าร่วมกัน ความจุร่วมกันทั้งหมดที่มีสัญญาณเหล่านี้จะลดลง (วิธีหลักคือการลดพื้นที่คัปปลิ้งที่มีประสิทธิภาพและเพิ่มระยะทาง ความจุร่วมกันจะลดลงตามการเพิ่มระยะทาง เร็วขึ้น) มีความสำคัญมากกว่า

5. ลองใช้หลักการยกเลิกลูปเพื่อลดพื้นที่ของลูป di/dt ขนาดใหญ่เพิ่มเติม ดังแสดงในรูปที่ 1 (คล้ายกับคู่บิดเกลียว)
ใช้หลักการยกเลิกการวนซ้ำเพื่อปรับปรุงความสามารถในการป้องกันการรบกวนและเพิ่มระยะการส่งข้อมูล):

รูปที่ 1, การยกเลิกการวนซ้ำ (การวนรอบอิสระของวงจรบูสต์)

6. การลดพื้นที่ลูปไม่เพียงแต่ช่วยลดการแผ่รังสี แต่ยังลดการเหนี่ยวนำของลูป ทำให้ประสิทธิภาพของวงจรดีขึ้น

7. การลดพื้นที่ลูปทำให้เราต้องออกแบบเส้นทางกลับของแต่ละร่องรอยอย่างแม่นยำ

8. เมื่อเชื่อมต่อ PCB หลายตัวผ่านตัวเชื่อมต่อ จำเป็นต้องพิจารณาลดพื้นที่ลูปให้เหลือน้อยที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสัญญาณ di/dt ขนาดใหญ่ สัญญาณความถี่สูง หรือสัญญาณที่ละเอียดอ่อน เป็นการดีที่สุดที่สายสัญญาณหนึ่งเส้นจะสัมพันธ์กับสายกราวด์เส้นเดียว และสายทั้งสองจะอยู่ใกล้กันมากที่สุด ถ้าจำเป็น สามารถใช้สายคู่บิดเกลียวในการเชื่อมต่อได้ (ความยาวของสายคู่ตีเกลียวแต่ละเส้นจะสัมพันธ์กับจำนวนเต็มคูณของความยาวคลื่นเสียงครึ่งหนึ่ง) หากคุณเปิดเคสคอมพิวเตอร์ คุณจะเห็นว่าอินเทอร์เฟซ USB ระหว่างเมนบอร์ดและแผงด้านหน้าเชื่อมต่อกันด้วยสายคู่บิด ซึ่งแสดงให้เห็นความสำคัญของการเชื่อมต่อสายคู่บิดเพื่อป้องกันการรบกวนและลดรังสี

9. สำหรับสายเคเบิลข้อมูล ให้ลองจัดเรียงสายกราวด์เพิ่มเติมในสายเคเบิล และทำให้สายกราวด์เหล่านี้กระจายในสายเคเบิลอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งสามารถลดพื้นที่ลูปได้อย่างมีประสิทธิภาพ

10. แม้ว่าสายเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดบางเส้นจะเป็นสัญญาณความถี่ต่ำ เนื่องจากสัญญาณความถี่ต่ำเหล่านี้มีสัญญาณรบกวนความถี่สูงจำนวนมาก (ผ่านทางการนำและการแผ่รังสี) จึงเป็นเรื่องง่ายที่จะแผ่สัญญาณรบกวนเหล่านี้หากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม

11. เมื่อเดินสายไฟ ขั้นแรกให้พิจารณาร่องรอยกระแสไฟขนาดใหญ่และร่องรอยที่เสี่ยงต่อการแผ่รังสี

12. แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งมักจะมีลูปกระแส 4 ลูป: อินพุต, เอาต์พุต, สวิตช์, การหมุนอย่างอิสระ (รูปที่ 2) ในหมู่พวกเขาลูปกระแสอินพุตและเอาต์พุตเกือบจะเป็นกระแสตรงแทบไม่มีการสร้าง emi แต่พวกมันถูกรบกวนได้ง่าย ลูปกระแสการสลับและการหมุนอย่างอิสระจะมีค่า di/dt ที่ใหญ่กว่า ซึ่งต้องการการดูแลเอาใจใส่
รูปที่ 2 วงจรปัจจุบันของวงจรบั๊ก

13. วงจรขับเกตของหลอด mos (igbt) มักจะมี di/dt ขนาดใหญ่ด้วย

14. อย่าวางวงจรสัญญาณขนาดเล็ก เช่น วงจรควบคุมและวงจรแอนะล็อก ภายในวงจรกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ ความถี่สูง และไฟฟ้าแรงสูง เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวน

ที่จะดำเนินต่อไป…..