Thông tin PCB - Các điểm thiết kế của chuyển đổi cung cấp điện bảng PCB

Trong thiết kế nguồn cung cấp điện chuyển đổi, thiết kế bảng PCB là một bước rất quan trọng, có tác động lớn đến hiệu suất của nguồn cung cấp điện, yêu cầu EMC, độ tin cậy và khả năng sản xuất. Với sự phát triển của công nghệ điện tử, khối lượng nguồn cung cấp điện chuyển đổi ngày càng nhỏ hơn, tần số hoạt động ngày càng cao hơn và mật độ của các thành phần nội bộ ngày càng cao hơn, làm cho các yêu cầu chống can thiệp của bố trí và dây PCB ngày càng nghiêm ngặt hơn. Thiết kế bảng PCB hợp lý và khoa học sẽ làm cho công việc của bạn gấp đôi kết quả với một nửa nỗ lực.

1. Yêu cầu bố trí bố trí của bảng PCB là tinh tế hơn, không chỉ đặt nó và chỉ cần ép nó xuống. Cách bố trí bảng PCB chung nên tuân theo một số điểm:(1) Nguyên tắc đầu tiên của bố trí là đảm bảo tỷ lệ dây, chú ý đến kết nối của dây bay khi di chuyển thiết bị và đặt các thiết bị với mối quan hệ kết nối với nhau. (2) Lấy các thành phần của mỗi mạch chức năng làm trung tâm và đặt xung quanh nó. Các thành phần nên được sắp xếp đồng đều, gọn gàng và nhỏ gọn trên bảng mạch PCB, để nó không chỉ đẹp, mà còn dễ cài đặt và hàn, và dễ sản xuất hàng loạt. Giảm thiểu và rút ngắn các dây dẫn và kết nối giữa các thành phần; mạch dao động, tụ nối lọc nên gần IC và dây mặt đất nên ngắn. (3) Khi đặt các thành phần, xem xét hàn và bảo trì trong tương lai. Cố gắng tránh đặt các thành phần ngắn giữa hai thành phần cao. Điều này không có lợi cho sản xuất và bảo trì. Các thành phần không nên quá dày đặc, nhưng với sự phát triển của công nghệ điện tử Với sự phát triển, nguồn cung cấp điện chuyển đổi hiện tại ngày càng thu nhỏ và nhỏ gọn hơn, vì vậy cần cân bằng mức độ giữa hai, không chỉ để tạo điều kiện cho việc hàn và bảo trì, mà còn tính đến độ nhỏ gọn. Ngoài ra còn cần xem xét khả năng xử lý chip thực tế. Theo tiêu chuẩn IPC-A-610E, xem xét độ chính xác của độ lệch bên thành phần, nếu không dễ gây ra kết nối thiếc giữa các thành phần, và thậm chí khoảng cách thành phần là không đủ do độ lệch thành phần. (4) Thiết bị nối quang điện và mạch lấy mẫu hiện tại dễ bị can thiệp. Chúng nên cách xa các thiết bị có trường điện và từ mạnh, chẳng hạn như dây dây dòng cao, biến áp và thiết bị xung tiềm năng cao. (5) Khi đặt các thành phần, ưu tiên cho khu vực vòng của dòng xung tần số cao và dòng lớn, và giảm nó càng nhiều càng tốt để ức chế sự can thiệp bức xạ của nguồn cung cấp điện chuyển đổi. (6) Khu vực mà dòng chảy xung tần số cao nên xa các đầu cuối đầu vào và đầu ra, và nguồn tiếng ồn nên xa các cổng đầu vào và đầu ra, điều này có lợi để cải thiện hiệu suất EMC. Máy biến áp quá gần lối vào, và năng lượng bức xạ điện từ hành động trực tiếp trên đầu vào và đầu ra. Do đó, thử nghiệm EMI thất bại. Sau khi thay đổi phương pháp bên phải, biến áp cách xa lối vào, và khoảng cách giữa năng lượng bức xạ điện từ và đầu vào và đầu ra được tăng, hiệu ứng được cải thiện đáng kể và thử nghiệm EMI được vượt qua. (7) Việc bố trí các yếu tố sưởi ấm (chẳng hạn như biến áp, ống chuyển mạch, diode sửa chữa, v.v.) nên xem xét ảnh hưởng của sự tiêu tan nhiệt, để sự tiêu tan nhiệt của toàn bộ nguồn cung cấp điện là đồng đều, và các thành phần chính (chẳng hạn như IC) nhạy cảm với nhiệt độ nên cách xa các yếu tố sưởi ấm và tạo ra nhiều nhiệt hơn. Thiết bị nên có khoảng cách nhất định từ tụ điện giải và các thiết bị khác ảnh hưởng đến tuổi thọ của toàn bộ máy. (8) Chú ý đến chiều cao của phần tử dưới khi đặt bảng. Ví dụ, đối với các mô-đun điện DC-DC có chậu, bởi vì bản thân mô-đun DC-DC tương đối nhỏ, nếu chiều cao của thành phần dưới không cân bằng trên tất cả bốn mặt, chiều cao của các chân trên cả hai mặt sẽ cao trong khi bên kia thấp trong khi chậu. (9) Chú ý đến khả năng chống tĩnh điện của các chân điều khiển trong quá trình bố trí, và khoảng cách giữa các thành phần mạch tương ứng nên đủ, ví dụ, chân Ctrl (tắt cấp thấp), mạch không có công suất tương tự như các đầu cuối đầu vào và đầu ra. Lọc, vì vậy khả năng chống tĩnh điện của toàn bộ mô-đun là yếu, vì vậy bạn phải đảm bảo rằng có đủ khoảng cách an toàn.2. Nguyên tắc dây (1) Dấu vết tín hiệu nhỏ nên được giữ xa dấu vết dòng điện cao càng nhiều càng tốt, và hai dấu vết không nên gần dấu vết song song. Nếu không thể tránh được song song, nên giữ khoảng cách đủ để tránh sự can thiệp của các dấu hiệu tín hiệu nhỏ. (2) Dây dây tín hiệu nhỏ chính, chẳng hạn như dây chuyền tín hiệu lấy mẫu hiện tại và dây chuyền tín hiệu phản hồi optocoupler, v.v., giảm thiểu diện tích được bao quanh bởi vòng lặp. (3) Không nên có các đường song song quá dài giữa các đường liền kề (tất nhiên, dây song song của cùng một vòng dòng hiện tại là có thể), và dây lớp trên và dưới nên được vượt qua theo chiều dọc càng xa càng tốt. Dây không nên đột nhiên bị xoay góc (tức là: â ¢ 90 °), góc thẳng và góc cấp tính sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất điện trong các mạch tần số cao. (4) mạch điện và mạch điều khiển nên được tách ra, và phương pháp đặt đất một điểm nên được áp dụng. Các thành phần xung quanh IC điều khiển PWM chính được đặt mặt đất vào chân mặt đất của IC, và sau đó dẫn từ chân mặt đất đến dây mặt đất công suất lớn, và sau đó kết nối với mặt đất điện. Các thành phần xung quanh TL431 thứ cấp được đặt trên mặt đất với pin 3 của TL431, và sau đó được kết nối với mặt đất của tụ đầu ra. Trong trường hợp nhiều IC, một phương pháp đặt đất điểm đơn song song được áp dụng. (5) Không định tuyến các thành phần tần số cao (chẳng hạn như biến áp và cảm ứng) trên lớp dưới và không đặt các thành phần trên bề mặt dưới của các thành phần tần số cao đối diện trực tiếp. Nếu không thể tránh khỏi, bảo vệ có thể được sử dụng, chẳng hạn như các thành phần tần số cao trên lớp trên, kiểm soát mạch đang đối mặt với lớp dưới. Chú ý đến bảo vệ đồng trên lớp nơi các thành phần tần số cao nằm, để ngăn chặn bức xạ tiếng ồn tần số cao can thiệp vào mạch điều khiển ở phía dưới. (6) Đặc biệt chú ý đến định tuyến của tụ bộ lọc. Một phần của sóng và tiếng ồn sẽ đi ra qua định tuyến. Hiệu ứng lọc của hình ảnh bên phải sẽ tốt hơn nhiều. Sự sóng và tiếng ồn sẽ được lọc hoàn toàn bởi tụ lọc. (7) Dây điện và dây mặt đất càng gần càng tốt để giảm diện tích đóng kín, do đó giảm sự can thiệp điện từ gây ra bởi việc cắt vòng từ trường bên ngoài, và đồng thời giảm bức xạ điện từ bên ngoài của vòng. Dây điện của dây điện và dây mặt đất nên dày và rút ngắn càng tốt để giảm kháng vòng, các góc nên mịn, và chiều rộng dây không nên thay đổi đột ngột. (8) Một diện tích lớn đồng trần có thể được sử dụng để tiêu tan nhiệt dưới các thành phần có nhiệt lớn (chẳng hạn như ống MOS đóng gói TO-252), có thể cải thiện độ tin cậy của các thành phần. Phần hẹp của lá đồng có thể được sử dụng để đóng hộp bằng đồng trần để đảm bảo dòng chảy của dòng chảy lớn.3. Khoảng cách an toàn và yêu cầu quy trình (1) Khoảng cách điện: khoảng cách ngắn được đo dọc theo không khí giữa hai dây dẫn liền kề hoặc một dây dẫn và bề mặt của một nhà dẫn liền kề. Khoảng cách kéo: Khoảng cách ngắn được đo dọc theo bề mặt cách điện giữa hai dây dẫn liền kề hoặc một dây dẫn và bề mặt của một nhà dẫn liền kề. Nếu không gian bảng PCB mô-đun bị hạn chế và khoảng cách leo thang không đủ, khe có thể được sử dụng. Như được hiển thị trong Hình 14, một khe cách ly được mở tại optocoupler để đạt được sự cách ly chính và thứ cấp tốt. Nói chung, chiều rộng khe là 1mm. Nếu bạn muốn mở một khe nhỏ hơn (chẳng hạn như 0,6mm, 0,8mm), bạn thường cần hướng dẫn đặc biệt. Tìm một nhà sản xuất bảng PCB với độ chính xác xử lý cao. Tất nhiên, chi phí sẽ tăng lên. (2) Yêu cầu khoảng cách từ thành phần đến cạnh của bảng. Các thành phần nằm ở cạnh của bảng mạch thường không ít hơn 2mm từ cạnh của bảng mạch. Đối với các mô-đun DC-DC thu nhỏ hóa như 10W hoặc ít hơn, bởi vì khối lượng và chiều cao thành phần tương đối nhỏ, và điện áp đầu vào và đầu ra không cao, để đáp ứng thu nhỏ hóa Nó được yêu cầu để lại ít nhất một khoảng cách 0,5mm hoặc nhiều hơn. Khoảng cách giữa lá đồng diện tích lớn và khung bên ngoài nên là ít nhất 0,20mm hoặc nhiều hơn. Bởi vì dễ nghiền lá đồng khi nghiền hình dạng, lá đồng sẽ nâng lên và dòng chảy sẽ rơi xuống. (3) Nếu chiều rộng của dấu vết vào miếng tròn hoặc lỗ thông qua nhỏ hơn đường kính của miếng tròn, sau đó cần thêm nước mắt để tăng cường lực hấp thụ để ngăn chặn miếng hoặc thông qua rơi xuống. (4) Khi các chân của thiết bị SMD được kết nối với một khu vực lớn của lá đồng, nên thực hiện cách nhiệt, nếu không, do sự phân tán nhiệt nhanh chóng trong quá trình hàn lưu lại, dễ gây hàn sai hoặc giải hàn. (5) Khi bảng PCB được lắp ráp, cần xem xét khả năng thực hiện của sub-boarding, để đảm bảo rằng khoảng cách giữa các thành phần và cạnh của bảng là đủ, và đồng thời xem xét liệu căng thẳng của sub-board sẽ gây ra các thành phần bị cong hay không. Nó có thể được khe thích hợp để giảm căng thẳng khi phá vỡ bảng PCB. Thành phần A được đặt song song với hướng khe V-CUT, và căng thẳng trong khi phá vỡ nhỏ hơn thành phần B; thành phần C xa hơn khe V-CUT so với thành phần A, và khi phá vỡ căng thẳng cũng nhỏ hơn thành phần A. Tất nhiên, những điều trên chỉ là một số kinh nghiệm cá nhân trong thiết kế bảng PCB cung cấp điện chuyển đổi.