Электр булактары тутумдук колдонмолордо маанилүү роль ойнойт. Сапаттуу кубат менен камсыз кылуучу ПХБ дизайны энергиянын эффективдүүлүгүн оптималдаштырууга, жылуулук таркатуучу басымды жеңилдетүүгө жана ызы-чуу чыгарууну төмөндөтүүгө мүмкүндүк берет, бул тышкы электр энергиясынын тактыгын жана туруктуулугун жогорулатат. Учурда, өнөр жай, унаа, байланыш жана керектөө сыяктуу көптөгөн продукт колдонмолору кичирейтилген чечимдерди талап кылышты; натыйжада миниатюризациялоо талаптары да ошого жараша жогорулады. Бул макалада кубат булактарынын деталдарынын PCB макети изилденет.
Энергия менен камсыздоонун негизги принциптери PCB жайгашуусу.
Энергия булагын аныктоо
Биринчи кезекте, системанын жайгаштырылышынын алгачкы этабында ПХБ энергия булактарын карап жатканда, алардын жайгашкан жерин эске алуу керек. Негизги принцип PCB издеринин өтө узун болушуна жол бербөө үчүн аларды жүккө жакын жайгаштыруу жана иш жүзүндөгү жүгүн чыңалуусу менен кубат булактары тарабынан белгиленген чыгуу чыңалуусунун ортосундагы өтө чоң чыңалуу айырмасын жаратып, чыңалууну туура эмес өлчөөгө, динамикалык жүктүн реакциясынын жайыраак болушуна, натыйжалуулуктун төмөндөшүнө алып келет. Мындан тышкары, электр менен камсыздоо аянтынын сметасы да көрсөтүлүшү керек; антпесе, көптөгөн PCB жайгашуу көрсөтмөлөрүн аткарууга болбойт жана бул энергия булактары үчүн иштөө натыйжалуулугуна кепилдик берилбейт.
Ошол эле учурда, эгерде тутумда жылуулукту таратуу үчүн желдеткич бар болсо, анын кубат менен камсыздоосун анын аба розеткасына жакын жайгаштыруу жылуулукту натыйжалуураак таркатууга жардам берет жана энергиянын натыйжалуулугун жогорулатат. Натыйжалуу желдеткич муздатуу үчүн, анын жылуулук таркатуучу жолун да кылдаттык менен карап чыгуу керек, ошондой эле бийик пассивдүү компоненттерди (индукторлор жана электролиттик конденсаторлор) MOS түтүктөрү жана PWM контроллерлору сыяктуу кыска активдүү компоненттердин жылуулукту эффективдүү таркатуусуна тоскоол болбошу үчүн.
Көп катмарлуу PCB долбоорлоо процесси
Көп катмарлуу ПХБ тактасынын дизайнынын бир бөлүгү катары, көбүнчө жогорку ток катмарлары (мисалы, кириш чыңалуу же чыгуу чыңалуу) жана сезгич кичинекей сигнал катмарларынын ортосунда коргоочу катмар катары жер же туруктуу чыңалуу катмарын кошуу сунушталат. Жер катмары же туруктуу чыңалуу катмары кичинекей сигналдарга тоскоолдуктарды болтурбоо үчүн сезгич кичинекей сигналдарды жана кубаттуулук циклдерин эффективдүү изоляциялай алат. Жердин же DC чыңалуу катмарынын схемасын долбоорлоодо, мүмкүн болсо, үзгүлтүксүз катмарды камсыз кылуу үчүн зымдарды минималдаштыруу артыкчылыктуу болуп саналат.
Зарыл болгон учурда кичинекей сигналдар менен тоскоолдуктарды азайтуу үчүн линиялар электр катмарларынын жогорку ток зымдары менен бирдей багытта болушун текшериңиз. Экөөнүн ортосундагы интерференцияны азайтуу үчүн электр катмарларынын окшош жогорку ток зымдарын ээрчүүгө кошумча зымдар болушу керек болсо. Мисалы:
1-вариант(натыйжасыз дизайн)
6-кабаттуу PCB
1-кабат: Кубат түзмөк
2-кабат: Чакан сигнал
3-деңгээл: Жер деңгээли
4-кабат: DC чыңалуу же кабат катмар
5-кабат: Чакан сигнал
6-кабат: Кубаттуу түзүлүш же контроллер
4-кабаттуу PCB
1-кабат: Кубат түзмөк
2-кабат: Чакан сигнал
3-деңгээл: Жер деңгээли
4-кабат: Чакан сигнал же контроллер
2-вариант(натыйжалуу дизайн)
6-кабаттуу PCB
1-кабат: Кубат түзмөк
2-деңгээл: Жер деңгээли
3-кабат: Чакан сигнал
4-кабат: DC чыңалуу же кабат катмар
5-кабат: Чакан сигнал
6-кабат: Кубаттуу түзүлүш же контроллер
4-кабаттуу PCB
1-кабат: Кубат түзмөк
2-деңгээл: Жер деңгээли
3-кабат: Чакан сигнал
4-кабат: Чакан сигнал же контроллер
Кошумча 1 - эффективдүү эмес дизайн, мында кичинекей сигнал катмары жер жана жогорку ток катмарларынын ортосунда камалып, анын жана жогорку ток катмарларынын ортосундагы сыйымдуулук байланышты жогорулатат жана натыйжада кичинекей сигналдардын ортосундагы интерференция жогорку ток катмарлары менен оңой кийлигишет.
Кубаттуу түзүлүштүн схемасы
Которуучу кубат менен камсыз кылуу чынжырчасы эки циклден турат - кубаттуулук цикли жана кичинекей сигналды башкаруу цикли. Күч циклинде индукторлор, конденсаторлор жана MOS транзисторлору сыяктуу чоң агымдарды алып жүрүүчү түзүлүштөр бар - бул түзмөктөрдү баштоодон мурун коюу керек. Ошол эле учурда, кичинекей сигналды башкаруу циклинде пикир резисторлору, компенсациялык тармактар, жыштык орнотуулары жана ашыкча ток орнотуулары бар, алар адатта электр чипинин белгилүү бир жерлеринде жайгашкан.
Электр линиясынын туурасын эсептөө
Электр линиялары аркылуу агып өткөн агымдын чоңдугуна байланыштуу, кууш линиялар жоготуулардын жана PCB температурасынын жогорулашына алып келет.
1А дан 20Ага чейинки сызыктардын туурасын эсептөө үчүн идеалдуу, бул жерде W линиянын туурасы миль менен өлчөнөт; I ток Ампер менен өлчөнөт; Tcu - OZs менен таразаланган ПХБ жез материалынын OZдеги жездин салмагы.
Мисал катары 5А ток жана 1Oz жездин салмагын эске алсак, талап кылынган минималдуу линия туурасы 120 миль болот.
Бул жерде сызык туурасы үчүн эмпирикалык формула болуп саналат:
Жогорку учурдагы өзгөртүү ылдамдыгы менен цикл макети
Бардык компоненттер, мисалы, ПХБ издери, мите индуктивдүүлүктү, сыйымдуулукту жана каршылыкты камтыйт, алар токтун өзгөрүшүнө жараша өзгөрүп турат. Токтун капысынан өзгөрүшү паразиттик индуктивдүүлүктөгү чыңалуунун көтөрүлүшүнө алып келиши мүмкүн, бул чыңалууга туруштук берүү талаптарынан ашып, тоскоолдуктарды сыртка жайып, EMI сынагынан өтүү мүмкүнчүлүгүн андан ары азайтат.
1-сүрөттө Бак схемасынын негизги түзүлүшү көрсөтүлгөн.
1-сүрөт Бак схемасынын негизги түзүлүшүн сүрөттөйт. Биринчиден, жашыл сызыктар жогорку түтүк күйгүзүлгөндө токтун кайда агып жатканын көрсөтөт; кызыл сызыктар өчүрүлгөн учурда учурдагы жолдорду билдирет; Токтун өзгөрүү ылдамдыгы жогору болгон циклдер чынжырдагы өз бөлүгүн көрсөтүү үчүн бир гана түскө ээ - бул ыкма схеманын бардык топологияларына тиешелүү.
Сүрөт 2. Жогорку токтун өзгөрүү ылдамдыгы цикли үчүн Бак схемасы
2-сүрөттө Бак схемасынын жогорку токтун өзгөрүү ылдамдыгы цикли сүрөттөлөт, көк түс анын жогорку токтун өзгөрүү ылдамдыгы циклин билдирет. Анын жери менен тегиздигинин өзүнчө сакталышын камсыз кылуу зарыл; анын ажыратуу конденсаторлору адатта 0.1 мФтен 10 мФке чейинки мааниге ээ; алар X5R же X7R тибиндеги керамикалык конденсаторлор, кичинекей мите индуктивдүүлүк жана каршылык мүнөздөмөлөрү, токтун жогорку ылдамдыкта агымынын жакшы жолун камсыз кылат.
3-сүрөт Boost схемасынын схемасы
Сүрөт 4. Токтун чоң өзгөрүү ылдамдыгы цикли үчүн Boost схемасы
Өзүнүн кесиптеши сыяктуу, Boost схемасын Бак схемалары менен колдонулган ыкманы колдонуу менен талдап, долбоорлоого болот (3 жана 4-сүрөттөр тиешелүүлүгүнө жараша Boost схемасынын негизги схемасынын структурасын жана чоң токтун өзгөрүү ылдамдыгы циклин көрсөтөт).
Hжогорку Voltage Change Rate түйүнүнүн жайгашуусу
Которуучу кубат булактарында коммутация түтүк MOSs жана эркин диоддор (же MOS түтүк-түзөткүчтөр) ортосунда түйүндөр бар, алар жердин чыңалуусу менен жогорку чыңалуу ортосунда тез которулат жана алардын чыңалуу өзгөрүү ылдамдыгы тез болот; алардын түйүнүнүн чыңалуусу, "шыңгыр чыңалуу" деп аталат, көпчүлүк электромагниттик интерференция ызы-чуунун (EMI) булагы болуп саналат.
Ызы-чууга сезгич кичинекей сигнал линиялары менен кошулууну азайтуу үчүн, коммутатор түйүндөрүнүн айланасындагы аймакты минималдаштыруу керек, бирок бул түйүн өтө кичине болуп калбасын унутпаңыз!
Сүрөт 5. SCT2360 жүктөө схемасы 12V кириш 5V чыгыш 6А схемасы
Ошентип, көп катмарлуу такталардын конструкцияларында жакшыраак изоляция жана ызы-чуунун жайылышын азайтуу үчүн коммутатор түйүнүнөн кийинки катмарга жер учагын кошуу пайдалуу.
SCT2360 мисал катары кызмат кылат, анда L1 жана SW салыштырмалуу тыгыз жайгашкан; ызы-чуунун таралуу жөндөмдүүлүгүн азайтуу үчүн жез түйүндөрү аркылуу жылуулуктун таралышы максималдуу болушу керек. Eashub BST жана SW (б.а. чектеш төөнөгүчтөр) ортосундагы цикл байланыштарын азайтуу үчүн, алардын чиптерин иштеп чыгууда бул көйгөйдү эске алган.
Сүрөт 6SCT2360 Макет
Жогорку жыштыктагы чыпка конденсаторунун схемасы.
Жогорку жыштыктагы чыпкалуу конденсаторлор ар кандай электрондук системанын маанилүү бөлүгү болуп саналат, алар токтун чоң өзгөрүү ылдамдыгы илмектеринен коргоо жана чыңалуу стрессин азайтуу үчүн кызмат кылат. Мисалы, SCT2360 конденсатору C3 кыска, бирок жоон туташуу линиясы аркылуу чиптин VIN PINине жана PGND PIN кодуна эң жакын жайгашкан.
2-таблицада жогорку жыштыктагы чыпкалуу конденсаторлордун схемасынын үлгүсү келтирилген (vias жок).
3-таблица Төмөндө жогорку жыштыктагы чыпка конденсаторунун схемасынын мисалы көрсөтүлгөн (vias менен).
Бир нече кубаттуулук схемалары
Эгерде системанын ичиндеги киргизүү булагын бөлүшкөн бир нече кубат булагы бири-бири менен синхрондуу иштебесе, бул камсыздоолордун ортосундагы жалпы режимдеги ызы-чуунун киришке да, жерге да таралышын жана бири-бирине тоскоол болушун болтурбоо үчүн алардын кириш электр булагы издери бөлүнүшү керек. .
4-таблицада көп энергия менен жабдуу конфигурациясынын мисалдары келтирилген.
жыйынтыктоо:
Болжолдуу 80% энергия менен камсыздоо ПХБ долбоорлоо маселелери PCB макетинде келип чыгат. PCB макетинде адекваттуу убакытты эрте бөлүү кийинчерээк мүчүлүштүктөрдү оңдоо убактысын бир топ кыскартып, иштеп чыгуу циклдерин кыскартат, SCT23xx сериясындагы өнүмдөр чиптин PIN пин оптималдаштыруусун сунуштайт, кардарларга кубаттуулуктун мыкты иштеши үчүн оптималдуу PCB макетине жетүүгө жардам берет.
Eashub электр чиптеринин эң сонун деталдарын жеткирүүгө умтулат жана кардарларга оптималдуу чечимдерди берүү үчүн жогорку сапаттагы электр чиптеринин продуктуларын түзүүнү улантууда.
