Quy tắc kỹ thuật và ứng dụng của bố cục PCB để chuyển đổi nguồn điện
Ngày nay, do sóng điện từ được tạo ra bằng cách chuyển đổi nguồn điện, ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các sản phẩm điện tử của chúng, công nghệ bố trí PCB chính xác cho nguồn cung cấp năng lượng đã trở nên rất quan trọng.
Trong nhiều trường hợp, nguồn cung cấp điện được thiết kế hoàn hảo trên giấy có thể không hoạt động đúng trong quá trình gỡ lỗi ban đầu do các vấn đề khác nhau với bố cục PCB của nó. Ví dụ, đối với sơ đồ nguồn chuyển đổi chuyển đổi từ bước trên thiết bị điện tử tiêu dùng, nhà thiết kế sẽ có thể phân biệt giữa các thành phần trong mạch điện và các thành phần trong mạch tín hiệu điều khiển trên sơ đồ mạch này. Tuy nhiên, nếu nhà thiết kế coi tất cả các thành phần trong nguồn điện này là các thành phần trong mạch kỹ thuật số, vấn đề sẽ khá nghiêm trọng. Bố cục của nguồn cung cấp năng lượng chuyển đổi PCB hoàn toàn khác với PCB mạch kỹ thuật số. Trong bố cục mạch kỹ thuật số, nhiều chip kỹ thuật số có thể được tự động sắp xếp thông qua phần mềm PCB và các dòng kết nối giữa các chip có thể được kết nối tự động thông qua phần mềm PCB. Bộ nguồn chuyển đổi được sản xuất bởi cách sắp chữ tự động chắc chắn sẽ không hoạt động đúng. Vì vậy, các nhà thiết kế cần phải thành thạo và hiểu các quy tắc kỹ thuật chính xác cho bố cục PCB của nguồn cung cấp năng lượng chuyển đổi.
Quy tắc kỹ thuật cho bố cục PCB của nguồn điện chuyển đổi
Điện dung của các tụ điện bằng gốm không nên quá lớn, và sự tự cảm của chuỗi ký sinh của chúng nên được giảm thiểu càng nhiều càng tốt. Kết nối song song của nhiều tụ điện có thể cải thiện các đặc tính trở kháng tần số cao của các tụ điện
Khi tần số hoạt động của tụ điện ở dưới FO, trở kháng điện dung ZC giảm khi tăng tần số; Khi tần số hoạt động của tụ điện ở trên, trở kháng điện dung ZC sẽ tăng lên như trở kháng điện cảm với sự gia tăng tần số; Khi tần số hoạt động của tụ điện tiếp cận, trở kháng điện dung bằng với điện trở chuỗi tương đương (RESR) của nó.
Tụ điện điện phân thường có điện dung lớn và độ tự cảm loạt tương đương lớn. Do tần số cộng hưởng thấp, nó chỉ có thể được sử dụng để lọc tần số thấp. Các tụ điện tantalum thường có điện dung lớn và độ tự cảm loạt tương đương nhỏ, do đó tần số cộng hưởng của chúng cao hơn các tụ điện điện phân và có thể được sử dụng trong lọc tần số từ trung bình đến cao. Các tụ gốm thường có điện dung nhỏ và độ tự cảm loạt tương đương, do đó, tần số cộng hưởng của chúng cao hơn nhiều so với các tụ điện điện phân và tụ điện tantalum, làm cho chúng phù hợp cho các mạch lọc và bỏ qua tần số cao. Do thực tế là tần số cộng hưởng của các tụ gốm điện dung nhỏ cao hơn so với các tụ điện gốm điện dung lớn, do đó
Khi chọn tụ điện Bypass, không nên chọn các tụ gốm có giá trị điện dung quá cao. Để cải thiện các đặc tính tần số cao của các tụ điện, nhiều tụ điện với các đặc điểm khác nhau có thể được sử dụng song song. Hình 1 (a) cho thấy hiệu ứng trở kháng được cải thiện sau nhiều tụ điện với các đặc điểm khác nhau được kết nối song song. Không khó để hiểu tầm quan trọng của quy tắc bố cục này thông qua phân tích. Hình 1 (b) cho thấy các phương thức nối dây khác nhau để nhập nguồn (VIN) để tải (RL) trên PCB. Để giảm ESL của tụ lọc (C), chiều dài chì của chân tụ phải được giảm thiểu càng nhiều càng tốt: và hệ thống dây điện từ VIN dương sang RL và VIN âm đến RL càng gần càng tốt.
