Wie kann man schnell das Problem des Schaltnetzteils herausfinden?
Induktor
Schaltnetzteile verwenden EMI-arme Induktivitäten mit geschlossenen Ferritkernen. Wie runde oder geschlossene E-Adern. Offene Kerne können auch verwendet werden, wenn sie geringere EMI-Eigenschaften aufweisen und von Kabeln und Komponenten mit geringer Leistung ferngehalten werden. Wenn Sie einen offenen Kern verwenden, ist es auch eine gute Idee, die Pole des Kerns senkrecht zur Leiterplatte zu haben. Stangenkerne werden normalerweise verwendet, um die meisten unerwünschten Geräusche zu eliminieren.
Feedback
Versuchen Sie, die Rückkopplungsschleife von Induktoren und Rauschquellen fernzuhalten. Machen Sie auch die Rückkopplungslinie so gerade wie möglich und dicker. Es gibt manchmal einen Kompromiss zwischen diesen beiden Ansätzen, aber die Rückkopplungsleitung von der EMI des Induktors und anderen Rauschquellen fernzuhalten, ist der kritischere der beiden. Legen Sie die Rückkopplungsleitung auf der der Induktivität gegenüberliegenden Seite auf die Platine und trennen Sie sie mit einer Masseebene in der Mitte.
Filterkondensator
Bei Verwendung eines kleinen Keramik-Eingangsfilterkondensators sollte dieser so nah wie möglich am VIN-Pin des ICs platziert werden. Dadurch wird der Effekt der Leitungsinduktivität so weit wie möglich entfernt, wodurch die internen IC-Leitungen eine sauberere Spannungsquelle erhalten. Einige Designs von Schaltnetzteilen erfordern die Verwendung eines Feedforward-Kondensators, der normalerweise aus Stabilitätsgründen vom Ausgang mit dem Feedback-Pin verbunden ist. In diesem Fall sollte es auch möglichst nahe am IC liegen. Die Verwendung von oberflächenmontierten Kondensatoren reduziert auch die Leitungslänge, was die Rauschkopplung in die effektive Antenne aufgrund von Durchgangslochkomponenten reduziert
kompensieren
Wenn es notwendig ist, externe Kompensationskomponenten für die Stabilität hinzuzufügen, sollten diese auch so nah wie möglich am IC sein. Aus denselben Gründen, die für Filterkondensatoren diskutiert wurden, werden hier auch oberflächenmontierte Komponenten empfohlen. Diese Komponenten sollten auch nicht zu nah an der Induktivität sein.
Spuren und Masseebene
Halten Sie alle Leiterbahnen (Hochstrom) so kurz, gerade und dick wie möglich. Auf einer Standardplatine ist es am besten, eine absolute Mindestbreite von 15 mil (0,381 mm) pro Ampere zu haben. Die Induktivität, der Ausgangskondensator und die Ausgangsdiode sollten so nah wie möglich beieinander liegen. Dies kann dazu beitragen, EMI zu reduzieren, die durch das Schalten von Stromversorgungsspuren verursacht werden, wenn große Schaltströme durch sie fließen. Dies reduziert auch die Leitungsinduktivität und den Widerstand, wodurch Rauschspitzen, Überschwingen und Widerstandsverluste reduziert werden, die zu Spannungsfehlern führen können. Die Masse, der Eingangskondensator, der Ausgangskondensator und die Ausgangsdiode (falls vorhanden) des ICs sollten alle direkt mit einer Masseebene verbunden werden. Es ist am besten, auf beiden Seiten der Leiterplatte eine Masseebene zu haben. Dies reduziert Masseschleifenfehler und absorbiert mehr EMI, die von der Induktivität erzeugt werden, wodurch Rauschen reduziert wird. Bei mehrschichtigen Platinen mit mehr als zwei Schichten kann eine Masseebene verwendet werden, um die Leistungsebene (der Bereich, in dem sich die Leistungsleiterbahnen und Komponenten befinden) und die Signalebene (der Bereich, in dem sich die Rückkopplungs- und Kompensationskomponenten befinden) zu trennen, um die Leistung zu verbessern. Auf Multilayer-Boards sind Vias erforderlich, um Leiterbahnen mit verschiedenen Ebenen zu verbinden. Wenn die Leiterbahn einen großen Strom von einer Seite zur anderen führen muss, empfiehlt es sich, ein Standard-Durchgangsloch pro 200 mA Strom zu verwenden.
Ordnen Sie die Bauteile so an, dass sich die ersten Stromschleifen in die gleiche Richtung drehen. Je nachdem, wie der Kopfregler arbeitet, gibt es zwei Leistungszustände. Ein Zustand ist, wenn die Öffnung geschlossen ist, und der andere Zustand ist, wenn die Öffnung offen ist. Während jedes Zustands wird durch das derzeit eingeschaltete Leistungsgerät eine Stromschleife erzeugt. Die Leistungsbauelemente sind so angeordnet, dass die Stromschleife in jedem Zustand in die gleiche Richtung leitet. Dies verhindert Magnetfeldumkehrungen in den Leiterbahnen zwischen den beiden Halbringen und reduziert EMI-Emissionen.
Kühlung
Bei der Verwendung von oberflächenmontierten Leistungs-ICs oder externen Leistungsschaltern kann die Leiterplatte oft als Kühlkörper verwendet werden. Dies dient dazu, die kupferbeschichtete Oberfläche auf der Leiterplatte zu verwenden, um dem Gerät zu helfen, Wärme abzuleiten. Informationen zur Nutzung der PCB-Wärmeableitung finden Sie im jeweiligen Gerätehandbuch. Dies kann in der Regel das durch das Schaltnetzteil hinzugefügte Kühlgerät einsparen.
