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スイッチング電源PCBボードの設計ポイント
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スイッチング電源PCBボードの設計ポイント

スイッチング電源PCBボードの設計ポイント

2022-01-10
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Author:pcb

に デザイン スイッチング電源の, PCBボードデザイン 非常に重要なステップです, これは、電源の性能に大きな影響を与える, EMC要件, 信頼性, と製造性. 電子技術の発展, スイッチング電源の音量は小さくなっている, 動作周波数が高くなってきている, 内部部品の密度が高くなってきている, これは、干渉妨害の要件を PCBボード レイアウトと配線., 理性と科学 PCBボード デザイン 半分の努力で結果を2回あなたの仕事を作ります.

PCBボード

1. Layout requirements
The layout of the PCBボード より洗練された, ちょうどそれを置くだけでなく、それを絞る. 一般 PCBボード layout should follow several points:
(1) The first principle of the layout is to ensure the wiring rate, 装置を動かすとき、飛ぶワイヤーの接続に注意を払ってください, デバイスを接続関係で一緒に置く.
(2) Take the components of each functional circuit as the center and lay out around it. 部品は均等でなければならない, PCB回路基板上にきちんとかつコンパクトに配置される, 美しいだけでなく, しかし、簡単にインストールし、はんだ付け, 大量生産が容易. 最小化とコンポーネント間の接続と接続を短縮;発振回路, フィルタ減結合コンデンサはICに近いはずである, そして、接地線は短くなければなりません.
(3) When placing components, 将来のはんだ付けとメンテナンス. つの高標高コンポーネント間の短いコンポーネントを配置しないようにしてください. これは生産と保守に資するものではない. 部品は密ではない, しかし、開発と電子技術の開発, 電流スイッチング電源はますます小型化及び小型化されつつある, だから両者の間のバランスをとる必要がある, 溶接やメンテナンスを容易にするために, しかし、簡潔に考慮するために. また、実際のチップ処理能力を考慮する必要がある. IPC - 610 E標準によると, コンポーネント側偏差の精度を考慮する, さもなければ、コンポーネント間の錫接続を引き起こすのは簡単です, そして、コンポーネント距離さえコンポーネント逸脱のため、十分でありません.
(4) Photoelectric coupling devices and current sampling circuits are easy to be interfered. それらは強い電場と磁場のある装置から遠く離れているべきです, 高電流配線のような, 変圧器, 高電位脈動装置.
(5) When placing components, 高周波パルス電流と大きな電流のループ面積を優先する, そして、スイッチング電源の放射妨害を抑えるために、できるだけ減らす.
(6) The area where the high-frequency pulse current flows should be far away from the input and output terminals, そして、ノイズ源は入力ポートと出力ポートから遠く離れているべきです, EMC性能向上のために有益である. 変圧器は入り口に近づきすぎている, そして、電磁放射エネルギーは直接に入力および出力端に作用する. したがって, EMIテストは失敗する. 右側の方法に変更後, 変圧器は入口から遠い, そして、電磁放射エネルギーおよび入力および出力終了間の距離は、増加される, 効果が大幅に改善されて, そして、EMI試験は合格される.
(7) The layout of heating elements (such as transformers, スイッチチューブ, 整流ダイオード, etc.) should consider the effect of heat dissipation, そのため、電源全体の放熱性は均一である, and key components (such as IC) that are sensitive to temperature should be far away from the heating elements and generate more heat. 装置は、電解コンデンサおよび他の装置から一定の距離を有する必要がある.
(8) Pay attention to the height of the bottom element when laying out the board. 例えば, ポット付DC - DCパワーモジュール, DC - DCモジュール自体が比較的小さいので, 底部コンポーネントの高さがすべての4つの側でアンバランスであるならば, 両サイドのピンの高さは高くなり、他方は他方のピンは高い.
(9) Pay attention to the antistatic ability of the control pins during layout, そして、対応する回路構成要素間の距離は十分でなければならない, 例えば, the Ctrl pin (low-level shutdown), 回路は入出力端子と同じ容量を有しない. フィルタリング, したがって、モジュール全体の静電気力が弱い, だから、十分な安全距離があることを確認する必要があります.

2. Wiring principle
(1) Small signal traces should be kept away from high current traces as much as possible, と2つの並列トレースに近い必要はありません. それが平行であるのを避けられないならば, 小さい信号跡の干渉を避けるために十分な距離を保つべきである.
(2) The key small signal wiring, 電流サンプリング信号線及び光カプラフィードバック信号線のような, etc., ループで囲まれた領域を最小化する.
(3) There should not be too long parallel lines between adjacent ones (of course, parallel wiring of the same current loop is possible), そして、上下の配線は、できるだけ垂直に垂直に交差するべきである. The wiring should not be suddenly cornered (ie: ≤90° ), 直角と鋭角は高周波回路における電気的性能に影響する.
(4) The power circuit and the control circuit should be separated, シングルポイント接地方式を採用すべきである. 一次PWM制御ICの周りの構成要素は、IC 1の接地ピンに接地されている, そうすると、グランドピンから大容量のグランドワイヤまで導かれる, そして、電源グランドに接続. 二次TL 431の周囲の構成要素は、TL 431のピン3に接地されている, そうすると、出力コンデンサのグランドに接続した. 多重ICの場合, 並列シングルポイント接地方式を採用.
(5) Do not route high-frequency components (such as transformers and inductors) on the bottom layer, そして、直接反対側の高周波成分の底面にコンポーネントを配置しないでください. それが避けられないならば, シールドは使用できる, トップ層の高周波成分のような, 制御回路が底層に面している. 高周波成分が存在する層の銅遮蔽に注意を払う, 高周波ノイズ放射が底部の制御回路と干渉するのを防ぐために.
(6) Pay special attention to the routing of the filter capacitor. A part of the ripple & noise will go out through the routing. 右側の画像のフィルタリング効果は非常に良い. The ripple & noise will be completely filtered out by the filter capacitor.
(7) The power line and the ground line are as close as possible to reduce the enclosed area, これにより、外部磁界ループの切断に起因する電磁干渉を低減する, 同時にループの外部電磁放射を低減する. 電力線及び接地線の配線は、ループ抵抗を低減するために、できるだけ厚く、短くする必要がある, コーナーは滑らかでなければならない, そして、線幅は突然変化しない.
(8) A large area of bare copper can be used for heat dissipation under components with large heat (such as TO-252 packaged MOS tubes), コンポーネントの信頼性を向上させる. パワートレース銅箔の狭い部分は、大きな電流の流れを確実にするために、裸の銅でピン止めするために使用することができる.

3. Safety distance and process requirements
(1) Electrical clearance: the short distance measured along the air between two adjacent conductors or a conductor and the surface of an adjacent conductive housing. 沿道距離:隣接する導電性ハウジングの2つの隣接する導体または導体と表面の間の絶縁表面に沿って測定された短い距離. モジュールならば PCBボード 宇宙は限られていて、気味悪い距離は十分ではない, スロッティングを使用できます. 図14に示すように, アイソレーション・スロットは、良好な一次および二次絶縁をなしとげるためにオプトカプラで切開される. 一般に, 傾斜幅は1 mm. If you want to open a smaller slot (such as 0.6 mm, 0.8mm), 一般的に特殊な指示が必要です. を見つける PCBボード 製造精度の高いメーカー. もちろん, 費用が増える.
(2) The distance requirement from the component to the edge of the board. 回路基板の縁部に配置された構成要素は、一般に、回路基板12の縁部から2 mm離れている. 10 W以下の小型DC - DCモジュール用, コンポーネントのボリュームと高さが比較的小さいので, そして、入出力電圧は高くない, 小型化を達成するためには、少なくとも0の距離を残す必要がある.五ミリメートル以上. 大面積銅箔と外枠の間の距離は少なくとも0でなければならない.二十メートル以上. 形状をフライス加工する際に銅箔を製造するのが簡単であるので, 銅箔が持ち上げ、フラックスが落ちる.
(3) If the width of the trace into the round pad or the via hole is smaller than the diameter of the round pad, そして、パッドまたはビアが落ちるのを防ぐために、吸着力を強化するために、ティアドロップを加えなければなりません.
(4) When the pins of the SMD device are connected to a large area of copper foil, 熱隔離を行う, otherwise, リフローはんだ付け中の高速熱放散による, 偽のはんだ付けや荒廃を起こすのは簡単です.
(5) When the PCBボード 組み立て, サブボードの実現可能性を検討する必要がある, 部品とボードの縁との距離が十分であることを保証する, それと同時に, サブボードのストレスがコンポーネントをワープする原因になるかどうかを考慮する. 破壊するとき、それはストレスを減らすために適切に傾斜することができます PCBボード. コンポーネントAはVカットスロットの方向と平行に配置される, また、破壊中の応力は、成分Bのそれよりも小さいコンポーネントCは、コンポーネントAよりもVカットスロットから遠い, そして、応力を壊すときも、コンポーネントAのそれより小さいです. もちろん, 上記はスイッチング電源の個人的経験である PCBボードデザイン.