Introduzione alla commutazione di regole e applicazioni tecniche di layout PCB dell'alimentazione
Al giorno d'oggi, a causa delle onde elettromagnetiche generate da alimentatori di commutazione, che influenzano il normale funzionamento dei loro prodotti elettronici, la tecnologia di layout PCB corretta per gli alimentatori è diventata molto importante.
In molti casi, un alimentatore progettato perfettamente sulla carta potrebbe non funzionare correttamente durante il debug iniziale a causa di vari problemi con il suo layout PCB. Ad esempio, per uno schema di alimentazione a commutazione a gradino su un dispositivo elettronico di consumo, il progettista dovrebbe essere in grado di distinguere tra componenti nel circuito di alimentazione e componenti nel circuito del segnale di controllo su questo diagramma del circuito. Tuttavia, se il progettista tratta tutti i componenti in questo alimentatore come componenti nel circuito digitale, il problema sarà abbastanza grave. Il layout del PCB di alimentazione dell'interruttore è completamente diverso da quello del PCB del circuito digitale. Nel layout del circuito digitale, molti chip digitali possono essere disposti automaticamente tramite software PCB e le linee di connessione tra i chip possono essere automaticamente collegate tramite il software PCB. L'alimentatore Switch prodotto dalla composizione automatica non funzionerà correttamente. Pertanto, i progettisti devono padroneggiare e comprendere le regole tecniche corrette per il layout PCB di alimentatori di switch.
Regole tecniche per layout PCB di alimentazione switch
La capacità dei condensatori ceramici di bypass non dovrebbe essere troppo grande e la loro induttanza delle serie parassita dovrebbe essere minimizzata il più possibile. La connessione parallela di più condensatori può migliorare le caratteristiche di impedenza ad alta frequenza dei condensatori
Quando la frequenza operativa di un condensatore è inferiore a FO, l'impedenza di capacità ZC diminuisce con l'aumento della frequenza; Quando la frequenza operativa del condensatore è al di sopra della FO, l'impedenza di capacità ZC aumenterà come l'impedenza di induttanza con l'aumento della frequenza; Quando la frequenza operativa di un condensatore si avvicina alla FO, l'impedenza di capacità è uguale alla sua resistenza alle serie equivalenti (RESR).
I condensatori elettrolitici hanno generalmente una grande capacità e una grande induttanza di serie equivalenti. A causa della sua bassa frequenza di risonanza, può essere utilizzato solo per il filtro a bassa frequenza. I condensatori di Tantalum hanno generalmente una grande capacità e una piccola induttanza di serie equivalenti, quindi la loro frequenza di risonanza è superiore a quella dei condensatori elettrolitici e può essere utilizzata a filtro a media a frequenza. I condensatori in ceramica hanno generalmente una piccola capacità e l'induttanza delle serie equivalenti, quindi la loro frequenza di risonanza è molto più alta di quella dei condensatori elettrolitici e dei condensatori di TantaLum, rendendoli adatti per filtrazioni ad alta frequenza e circuiti di bypass. A causa del fatto che la frequenza risonante dei condensatori ceramici a piccola capacità è quindi superiore a quella dei grandi condensatori ceramici a capacità
Quando si selezionano i condensatori di bypass, non è consigliabile scegliere solo condensatori ceramici con valori di capacità eccessivamente elevati. Al fine di migliorare le caratteristiche ad alta frequenza dei condensatori, più condensatori con caratteristiche diverse possono essere utilizzate in parallelo. La Figura 1 (a) mostra il miglioramento dell'effetto di impedenza dopo che più condensatori con caratteristiche diverse sono collegate in parallelo. Non è difficile capire l'importanza di questa regola del layout attraverso l'analisi. La Figura 1 (b) mostra metodi di cablaggio diversi per immettere la potenza (VIN) da caricare (RL) su un PCB. Al fine di ridurre l'ESL del condensatore di filtraggio (C), la lunghezza del piombo del perno del condensatore dovrebbe essere minimizzata il più possibile: dovrebbe essere il più possibile il cablaggio da VIN positivo a RL e VIN negativo a RL.
