دستورالعمل های فنی و برنامه های کاربردی برای سوئیچینگ منبع تغذیه طرح PCB
امروزه، از آنجایی که منبع تغذیه سوئیچینگ امواج الکترومغناطیسی تولید می کند و بر عملکرد طبیعی محصولات الکترونیکی آن تأثیر می گذارد، فناوری چیدمان PCB منبع تغذیه صحیح بسیار مهم می شود.
در بسیاری از موارد، منبع تغذیه ای که کاملاً روی کاغذ طراحی شده است ممکن است در اولین راه اندازی به درستی کار نکند، زیرا مشکلات زیادی در طرح PCB منبع تغذیه وجود دارد. به عنوان مثال، برای نمودار شماتیک یک منبع تغذیه سوئیچینگ گام به گام در یک دستگاه الکترونیکی مصرفی، طراح باید بتواند اجزای موجود در مدار برق و اجزای مدار سیگنال کنترل را در این نمودار مدار تشخیص دهد، اما اگر طراح از این منبع تغذیه استفاده می کند اگر تمام اجزای مدار مانند اجزای مدار دیجیتال در نظر گرفته شوند، مشکل کاملا جدی خواهد بود. طرح PCB منبع تغذیه سوئیچینگ کاملاً با طرح مدار چاپی مدار دیجیتال متفاوت است. در طرح مدار دیجیتال، بسیاری از تراشه های دیجیتال را می توان به طور خودکار توسط نرم افزار PCB مرتب کرد و خطوط اتصال بین تراشه ها را می توان به طور خودکار توسط نرم افزار PCB متصل کرد. حروفچینی منبع تغذیه سوئیچینگ با حروفچینی خودکار قطعاً به درستی کار نخواهد کرد. بنابراین، طراحان باید قوانین فنی چیدمان PCB منبع تغذیه سوئیچینگ صحیح را تسلط داشته باشند و درک کنند.
قوانین فنی چیدمان PCB منبع تغذیه سوئیچینگ
ظرفیت خازن سرامیکی بای پس نباید خیلی زیاد باشد و اندوکتانس سری انگلی آن باید به حداقل برسد. خازن های متعدد متصل به صورت موازی می توانند ویژگی های امپدانس فرکانس بالا خازن را بهبود بخشند.
هنگامی که فرکانس کاری یک خازن کمتر از fo باشد، امپدانس خازنی Zc با افزایش فرکانس کاهش می یابد. هنگامی که فرکانس کاری خازن بالاتر از fo باشد، امپدانس خازنی Zc مانند امپدانس القایی می شود و با افزایش فرکانس افزایش می یابد. هنگامی که خازن کار می کند هنگامی که فرکانس نزدیک به fo است، امپدانس خازن برابر با مقاومت سری معادل آن (RESR) است.
خازن های الکترولیتی به طور کلی دارای یک ظرفیت خازنی بزرگ و یک سلف سری معادل بزرگ هستند. به دلیل فرکانس رزونانس پایین آن، فقط برای فیلتر کردن فرکانس پایین قابل استفاده است. خازن های تانتالیوم به طور کلی دارای ظرفیت خازنی بیشتر و سلف سری معادل کوچکتر هستند، بنابراین فرکانس تشدید آن بیشتر از خازن های الکترولیتی خواهد بود و می توان از آن در فیلترهای فرکانس متوسط و بالا استفاده کرد. ظرفیت خازن و اندوکتانس سری معادل خازن های تراشه سرامیکی به طور کلی بسیار کوچک است، بنابراین فرکانس تشدید آن بسیار بیشتر از خازن های الکترولیتی و خازن های تانتالیوم است، بنابراین می توان از آن در فیلترهای فرکانس بالا و مدارهای بای پس استفاده کرد. از آنجایی که فرکانس رزونانس خازن های سرامیکی با ظرفیت کم بیشتر از خازن های سرامیکی با ظرفیت زیاد است، در انتخاب خازن های بای پس نمی توان خازن های سرامیکی با ظرفیت بسیار بالا را انتخاب کرد. به منظور بهبود ویژگی های فرکانس بالا خازن، می توان از چندین خازن با ویژگی های مختلف به صورت موازی استفاده کرد. این اثر امپدانس بهبود یافته پس از اتصال موازی چندین خازن با ویژگی های مختلف است. درک اهمیت این قانون حروفچینی از طریق تحلیل دشوار نیست. راه های مختلف مسیریابی منبع ورودی (VIN) به بار (RL) روی یک PCB را نشان می دهد. برای کاهش ESL خازن فیلتر (C)، طول سرب پین خازن باید تا حد امکان کوتاه باشد: در حالی که آثار VIN مثبت به RL و VIN منفی به RL باید تا حد امکان نزدیک باشد.
