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Blogue PCB
Création rapide d'une carte PCB pour l'alimentation électrique de commutation
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Création rapide d'une carte PCB pour l'alimentation électrique de commutation

2022-05-27
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Author:pcb

Aujourd'hui, les régulateurs de tension de commutation et l'alimentation électrique deviennent plus compacts et plus puissants, La fréquence de commutation de plus en plus élevée est l'un des principaux problèmes rencontrés par les concepteurs, Production PCB board La conception devient de plus en plus difficile. En fait,, La disposition des PCB est devenue un bassin versant pour distinguer les avantages et les inconvénients de la conception de l'alimentation électrique de commutation.. Cet article donne quelques conseils sur la façon de créer une disposition PCB.


Envisager de réduire le régulateur de tension de commutation 3A de 24V à 3,3v. Au début, il ne semblait pas trop difficile de concevoir un tel régulateur de 10W, et le concepteur pourrait bientôt passer à la phase de mise en oeuvre. Cependant, regardons ce qui se passe réellement avec des logiciels de conception comme webench. Si nous entrons les exigences ci - dessus, webench sélectionnera lm25576 (y compris le dispositif d'entrée 42V pour 3A FET) dans la série "simple Switcher" à partir de plusieurs circuits intégrés. La puce est encapsulée dans un paquet tssop - 20 avec un tampon thermique. Le menu webench contient des optimisations de conception pour le volume ou l'efficacité. La conception nécessite un grand nombre d'inducteurs et de condensateurs, ce qui nécessite un grand eEspace PCB. Webench fournit les options indiquées dans le tableau 1.

PCB board

Il est à noter que l'efficacité est de 84%, Cette efficacité est obtenue avec une très faible différence de pression entre l'entrée et la sortie. Dans ce cas,, Entrée/Rapport de sortie supérieur à 7. En général, Un circuit à deux étages peut être utilisé pour réduire le rapport entre le niveau inférieur et le niveau inférieur., Mais les deux régulateurs ne seront pas plus efficaces. Suivant., Nous choisissons la fréquence de commutation PCB board Régions. Des fréquences de commutation élevées peuvent causer des problèmes de mise en page. Webench peut générer des diagrammes de circuits contenant tous les composants actifs et passifs. Regardez la trajectoire actuelle: Marquez la boucle de FET en rouge à l'état de conduction; Marquer la boucle du FET en vert pour l'éteindre. Nous pouvons observer deux situations différentes: les zones avec deux couleurs et les zones avec une seule couleur. Nous devons accorder une attention particulière à cette dernière situation., Donc le courant alterne entre zéro et pleine échelle. Les di sont plus élevés dans ces régions/dt. High di/DT AC produira un champ magnétique important autour PCB board Fils électriques, Cela deviendra la principale source d'interférence pour d'autres dispositifs dans le circuit, même sur le même circuit ou un circuit adjacent. PCB board. Disons que ce n'est pas du courant alternatif., Les voies de courant communes sont moins importantes, di/L'effet dt est beaucoup plus faible. D'un autre côté,, Au fil du temps, ces zones seront soumises à des charges plus élevées. Dans ce cas,, Les voies courantes sont de la cathode de la diode à la sortie et de la mise à la terre de la sortie à l'anode de la Diode.. Charge et décharge en tant que condensateur de sortie, Le condensateur produit un di élevé/dt. Toutes les sections du condensateur de sortie doivent satisfaire à deux conditions: elles doivent être très larges en raison du courant élevé, Ils doivent être aussi courts que possible pour minimiser/Effet DT.


Key points of PCB layout design
En fait,, Les concepteurs ne devraient pas mettre en œuvre ce que l'on appelle la disposition traditionnelle par le câblage du vout et de la terre au condensateur.. Ces fils transporteront un courant alternatif élevé, Par conséquent, il est préférable de connecter la sortie et la mise à la terre directement au terminal du condensateur.. Ce courant alternatif n'apparaît que sur les condensateurs. Les autres fils qui relient les condensateurs transportent maintenant un courant presque constant, Qu'est - ce qui ne va pas avec di?/DT est bien résolu.. La terre est un autre problème souvent mal compris. Il suffit de placer une couche de sol sur la couche 2 et de connecter tous les terrains à cette couche ne fonctionnera pas bien. Voyons pourquoi.. Our design example has up to 3A of current that must flow from ground back to the source (a 24V car battery or a 24V power supply). Connexion au sol de la diode, Kurt., Cin, La charge aura plus de courant, Et la connexion au sol du régulateur de commutation aura un petit courant. Il en va de même pour la référence au sol du diviseur de résistance. Si toutes les broches de mise à la terre ci - dessus sont reliées à une seule couche de sol, Il y aura un rebond au sol. Même si c'est petit., sensitive points in the circuit (such as the resistive divider through which the feedback voltage is obtained) will not have a stable ground reference. De cette façon,, La précision globale du réglage de la tension sera grandement affectée. In fact, Les sources cachées dans le plan de sol secondaire produisent également des « sonneries » qui sont difficiles à localiser.. En plus, Les connexions à courant élevé doivent être raccordées au sol à l'aide de trous de travers., C'est une autre source d'interférence et de bruit. Une meilleure solution est de connecter le sol cin comme un noeud d'étoile pour tous les conducteurs de sol à courant élevé du côté entrée et sortie du circuit.. This star node connects the ground plane and two small current ground connections (IC and voltage divider). Le niveau du sol sera maintenant propre: pas de courant élevé, Pas de rebond au sol. Tous les terrains à courant élevé sont reliés au sol cin en forme d'étoile. All the designer has to do is to keep the ground wires (all on the top layer of the PCB) as short and thick as possible. Les noeuds à vérifier sont des noeuds à haute impédance sujets aux interférences. Le noeud clé est la broche de rétroaction du circuit intégré, Son signal provient du diviseur de résistance. The FB pin is the input to an amplifier (such as the LM25576) or a comparator (such as a hysteresis regulator). Dans les deux cas, l'impédance au point FB est assez élevée. Donc,, Le diviseur de résistance doit être placé à droite de la broche FB., Utiliser un court fil du milieu du diviseur de résistance à FB. Les fils de sortie au diviseur de résistance sont de faible impédance et peuvent être connectés au diviseur de résistance en utilisant des fils plus longs. Ce qui importe ici, c'est la méthode de câblage, pas la longueur du fil.. Les autres noeuds ne sont pas si critiques. Donc ne vous inquiétez pas de changer de noeud, Diode, Kurt., Broche vin du régulateur de commutation IC, Ou cin.


Wiring method
The wiring method will make a difference to the resistor divider. Ce fil est relié au diviseur de résistance à partir du couvercle, Son sol retourne à Kurt.. Nous devons nous assurer que la boucle ne forme pas une zone ouverte. Zone ouverte utilisée comme antenne réceptrice. Si nous pouvons nous assurer que la terre sous le fil n'interfère pas, Ensuite, la zone délimitée par le conducteur et le sol sous le conducteur et la distance entre les couches 1 et 2 doivent également être exemptes d'interférence.. Il est maintenant clair pourquoi le sol ne devrait pas être au niveau 4, Avec une augmentation significative de la distance. Une autre méthode consiste à câbler la connexion au sol du diviseur de résistance au niveau 1., Et gardez les deux fils parallèles et aussi près que possible pour réduire la surface. Ces points s'appliquent à tous les fils par lesquels le signal circule: connexions des capteurs, Sortie de l'amplificateur, Entrée ADC ou amplificateur audio. Chaque signal analogique doit être traité de manière à réduire la probabilité qu'il capte du bruit.. The requirement to minimize open board area whenever possible also applies to low-impedance traces; in this case we have a potential source ("antenna") emitting interfering signals to other parts of the PCB or to other equipment. Je répète., Plus la surface d'ouverture est petite, C'est mieux.. Les deux autres fils sont importants., La bande est sortie du commutateur du circuit intégré vers la diode et le noeud d'inductance; Le deuxième est de la diode au noeud. Le di de ces deux fils est très élevé/Lorsque l'interrupteur dt est allumé et que la diode est sous tension, Donc ces fils doivent être aussi courts et aussi épais que possible. Les fils de ce noeud à l'inducteur et de l'inducteur à la boîte sont moins critiques. Dans ce cas,, Le courant d'inductance est relativement constant et varie lentement. Tout ce que nous avons à faire est de nous assurer qu'il s'agit d'un point de faible impédance pour minimiser la chute de tension.


Practical sample analysis
The main component is a controller that works with external FETs in an MSOP-8 package. Attention à l'espace près du cin, Le sol du condensateur est directement relié à l'anode de la diode. Vous ne pouvez pas raccourcir les fils à l'intérieur de "Power Ground"! The FET[SW] can be moved up a few millimeters to shorten the wire between the cathode-inductor-FET. La zone de coupure n'est pas visible. But we can observe that the resistor divider (FB1-FB2) is very close to this IC. Fb2 connecté à un autre sol séparé, La broche au sol du circuit intégré est traitée de la même manière. Connectez le sol du signal au sol en utilisant trois trous, Le sol "power" est également connecté à PCB board Utiliser trois trous. Par ici., Le sol du signal ne voit aucun rebond au sol sur le sol de l'alimentation électrique. Si vous pouviez suivre quelques règles simples ci - dessus, Votre disposition des PCB sera plus fluide. Avant de commencer la mise en page, Prenez le temps d'y réfléchir. PCB board La mise en page aura un effet multiplicateur, Cela vous permet d'économiser du temps et de résoudre les comportements anormaux dans les futures alimentations de commutation.