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Apropos PCB-Design von Schaltnetzteilen

Oct 14, 2022

1. Abstand


Bei Hochspannungsprodukten muss der Leitungsabstand berücksichtigt werden. Der Abstand, der die entsprechenden Sicherheitsanforderungen erfüllen kann, ist natürlich der beste, aber in vielen Fällen wird der Abstand bei Produkten, die keiner Zertifizierung bedürfen oder die Zertifizierung nicht erfüllen können, durch Erfahrung bestimmt. Was ist der richtige Abstand? Es ist abzuwägen, ob die Produktion die Sauberkeit der Plattenoberfläche, Umgebungsfeuchte, sonstige Verschmutzung etc. gewährleisten kann.


Für den Netzeingang, selbst wenn die Platinenoberfläche sauber und versiegelt ist, liegen Drain und Source der MOS-Röhre nahe bei 600 V, weniger als 1 mm ist tatsächlich gefährlicher!


2. Komponenten am Rand der Platine


SMD-Kondensatoren oder andere zerbrechliche Geräte am Rand der Leiterplatte müssen unter Berücksichtigung der Richtung der Leiterplatten-Unterplatine platziert werden. Das Bild zeigt den Vergleich der Beanspruchung des Gerätes bei Anwendung verschiedener Platzierungsmethoden.

3. Schleifenbereich


Ob Ein- oder Ausgang, Power Loop oder Signal Loop, er sollte so klein wie möglich sein. Das von der Leistungsschleife emittierte elektromagnetische Feld verursacht schlechte EMI-Eigenschaften oder größeres Ausgangsrauschen; gleichzeitig verursacht es wahrscheinlich Anomalien, wenn es von der Regelschleife empfangen wird.


Wenn andererseits die Fläche der Leistungsschleife groß ist, nimmt auch ihre äquivalente parasitäre Induktivität zu, was die Drain-Rauschspitze erhöhen kann.


4. Schlüssellinien


Aufgrund der Wirkung von di/dt muss die Induktivität am dynamischen Knoten reduziert werden, da sonst ein starkes elektromagnetisches Feld erzeugt wird. Um die Induktivität zu verringern, ist die Hauptsache, die Länge der Verdrahtung zu verringern, und eine Vergrößerung der Breite hat weniger Effekt.


5. Signalleitung


Ziehen Sie für den gesamten Steuerteil in Betracht, ihn vom Leistungsteil weg zu verlegen. Wenn die beiden aufgrund anderer Einschränkungen nahe beieinander liegen, sollten die Steuerleitung und die Stromleitung nicht parallel geschaltet werden, da sonst die Stromversorgung anormal arbeiten und oszillieren kann.


Wenn die Steuerleitung sehr lang ist, sollte außerdem das Hin- und Herleitungspaar nahe beieinander liegen, oder die beiden sollten auf zwei Seiten der Leiterplatte und einander zugewandt platziert werden, um die Schleifenfläche zu reduzieren und Interferenzen zu vermeiden durch das elektromagnetische Feld des Leistungsteils.

6, Verkupferung


Manchmal ist Kupfer völlig unnötig und sollte sogar vermieden werden. Wenn die Kupferfläche groß genug ist und sich ihre Spannung ständig ändert, kann sie einerseits als Antenne wirken und elektromagnetische Wellen in die Umgebung abstrahlen; Andererseits kann es leicht Rauschen aufnehmen.


Normalerweise darf nur Kupfer auf statische Knoten gelegt werden, beispielsweise wird Kupfer auf den „Masse“-Knoten des Ausgangs gelegt, was die Ausgangskapazität entsprechend erhöhen und einige Rauschsignale herausfiltern kann.


7. Kartierung


Für eine Schleife kann Kupfer auf eine Seite der Leiterplatte gelegt werden, und es wird automatisch entsprechend der Verdrahtung auf der anderen Seite der Leiterplatte abgebildet, um die Impedanz dieser Schleife zu minimieren. Es ist, als würde eine Gruppe von Impedanzen mit unterschiedlichen Impedanzwerten parallel geschaltet, und der Strom wählt automatisch den Weg mit der geringsten Impedanz zum Durchfließen.


Tatsächlich kann eine Seite des Steuerteils der Schaltung verdrahtet werden, und die andere Seite des "Masse"-Knotens ist Kupfer, und die beiden Seiten sind durch Durchkontaktierungen verbunden.


8. Ausgangsgleichrichterdiode


Wenn sich die Ausgangsgleichrichterdiode relativ nahe am Ausgang befindet, sollte sie nicht parallel zum Ausgang platziert werden. Andernfalls dringt das an der Diode erzeugte elektromagnetische Feld in die Schleife ein, die durch den Ausgang der Stromversorgung und die externe Last gebildet wird, und erhöht das gemessene Ausgangsrauschen.

9. Erdungskabel


Die Verlegung des Erdungskabels muss sehr sorgfältig erfolgen, da es sonst zu EMS, EMI-Leistung und anderen Leistungseinbußen kommen kann. Führen Sie für die „Masse“ der Schaltnetzteil-Leiterplatte mindestens die folgenden zwei Punkte aus: (1) Die Leistungsmasse und die Signalmasse sollten an einem einzigen Punkt verbunden werden; (2) Es sollte keine Masseschleife vorhanden sein.


10. Y-Kondensator


Eingang und Ausgang sind oft mit dem Y-Kondensator verbunden. Manchmal ist es aus bestimmten Gründen nicht möglich, es an die Masse des Eingangskondensators zu hängen. Denken Sie zu diesem Zeitpunkt daran, es an einen statischen Knoten, z. B. einen Hochspannungsanschluss, anzuschließen.


Voltage Regulator Stabilizer

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