Do các đặc tính chuyển đổi của nguồn điện chuyển mạch, thật dễ dàng khiến nguồn cung cấp năng lượng chuyển đổi tạo ra nhiễu tương thích điện từ tuyệt vời. Là một kỹ sư cung cấp năng lượng, kỹ sư tương thích điện từ hoặc kỹ sư bố trí PCB, bạn phải hiểu nguyên nhân của các vấn đề tương thích điện từ và đã giải quyết các biện pháp, đặc biệt là các kỹ sư bố trí cần biết cách tránh mở rộng các điểm bẩn. Bài viết này chủ yếu giới thiệu các điểm chính của thiết kế PCB cung cấp năng lượng.

1. Một số nguyên tắc cơ bản: Bất kỳ dây nào cũng có trở kháng; hiện tại luôn tự động chọn đường dẫn với trở kháng ít nhất; Cường độ bức xạ có liên quan đến diện tích dòng điện, tần số và vòng lặp; Giao thoa chế độ chung có liên quan đến điện dung lẫn nhau của tín hiệu DV/DT lớn với mặt đất; Nguyên tắc giảm EMI và tăng cường khả năng chống can thiệp là tương tự nhau.

2. Bố cục phải được phân vùng theo nguồn cung cấp, analog, kỹ thuật số tốc độ cao và từng khối chức năng.

3. Giảm thiểu diện tích của vòng DI/DT lớn và giảm chiều dài (hoặc diện tích, chiều rộng của đường tín hiệu DV/DT lớn). Sự gia tăng diện tích dấu vết sẽ làm tăng điện dung phân tán. Cách tiếp cận chung là: chiều rộng theo dõi cố gắng càng lớn càng tốt, nhưng loại bỏ phần dư thừa) và cố gắng đi theo một đường thẳng để giảm diện tích ẩn để giảm bức xạ.

4. Crosstalk cảm ứng chủ yếu là do vòng lặp DI/dT lớn (ăng -ten vòng lặp) và cường độ cảm ứng tỷ lệ thuận với độ tự cảm lẫn nhau, do đó, điều quan trọng hơn là giảm độ tự cảm lẫn nhau với các tín hiệu này (cách chính là giảm diện tích vòng lặp và tăng khoảng cách); Crosstalk tình dục chủ yếu được tạo ra bởi các tín hiệu DV/DT lớn và cường độ cảm ứng tỷ lệ thuận với điện dung lẫn nhau. Tất cả các điện dung lẫn nhau với các tín hiệu này đều giảm (cách chính là giảm diện tích khớp nối hiệu quả và tăng khoảng cách. Điện dung lẫn nhau giảm khi tăng khoảng cách. Nhanh hơn) rất quan trọng.

5. Cố gắng sử dụng nguyên tắc hủy bỏ vòng để giảm thêm diện tích của vòng lặp di/dt lớn, như trong Hình 1 (tương tự như cặp xoắn
Sử dụng nguyên tắc hủy bỏ vòng để cải thiện khả năng chống can thiệp và tăng khoảng cách truyền):

Hình 1, Hủy bỏ vòng (vòng tự do của mạch tăng)

6. Giảm diện tích vòng lặp không chỉ làm giảm bức xạ, mà còn làm giảm độ tự cảm của vòng lặp, làm cho hiệu suất mạch tốt hơn.

7. Việc giảm diện tích vòng lặp đòi hỏi chúng ta phải thiết kế chính xác đường trở lại của từng dấu vết.

8. Khi nhiều PCB được kết nối thông qua các đầu nối, cũng cần phải xem xét giảm thiểu diện tích vòng lặp, đặc biệt là tín hiệu DI/DT lớn, tín hiệu tần số cao hoặc tín hiệu nhạy cảm. Tốt nhất là một dây tín hiệu tương ứng với một dây nối đất và hai dây có thể càng gần càng tốt. Nếu cần thiết, các dây cặp xoắn có thể được sử dụng để kết nối (chiều dài của mỗi dây cặp xoắn tương ứng với một số nguyên của bước sóng nửa nhiễu). Nếu bạn mở vỏ máy tính, bạn có thể thấy rằng giao diện USB giữa bo mạch chủ và bảng điều khiển phía trước được kết nối với một cặp xoắn, cho thấy tầm quan trọng của kết nối cặp xoắn để chống giao tiếp và giảm bức xạ.

9.

10. Mặc dù một số đường kết nối giữa các bảng là tín hiệu tần số thấp, bởi vì các tín hiệu tần số thấp này chứa rất nhiều nhiễu tần số cao (thông qua dẫn và bức xạ), rất dễ dàng để tỏa ra những tiếng ồn này nếu không được xử lý đúng cách.

11. Khi dây, trước tiên hãy xem xét các dấu vết và dấu vết hiện tại lớn dễ bị phóng xạ.

12. Nguồn cung cấp năng lượng chuyển đổi thường có 4 vòng hiện tại: Đầu vào, đầu ra, công tắc, Freeheeling, (Hình 2). Trong số đó, các vòng lặp dòng đầu vào và đầu ra gần như là dòng điện trực tiếp, hầu như không có EMI được tạo ra, nhưng chúng dễ bị xáo trộn; Các vòng hiện tại chuyển mạch và tự do có DI/DT lớn hơn, cần được chú ý.
Hình 2, vòng lặp hiện tại của mạch buck

13. Mạch ổ đĩa cổng của ống MOS (IGBT) thường chứa DI/dT lớn.

14. Không đặt các mạch tín hiệu nhỏ, chẳng hạn như mạch điều khiển và mạch tương tự, bên trong dòng điện lớn, tần số cao và mạch điện áp cao để tránh nhiễu.

Được tiếp tục… ..