Τεχνικοί κανόνες και εφαρμογές της διάταξης PCB για μεταγωγή τροφοδοτικών
Στις μέρες μας, λόγω των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που δημιουργούνται από την εναλλαγή τροφοδοτικών, τα οποία επηρεάζουν την κανονική λειτουργία των ηλεκτρονικών προϊόντων τους, η σωστή τεχνολογία διάταξης PCB για τροφοδοτικά έχει γίνει πολύ σημαντική.
Σε πολλές περιπτώσεις, ένα τέλεια σχεδιασμένο τροφοδοτικό σε χαρτί μπορεί να μην λειτουργεί σωστά κατά τον αρχικό εντοπισμό σφαλμάτων λόγω πολλών προβλημάτων με τη διάταξη PCB του τροφοδοτικού. Για παράδειγμα, στο σχηματικό διάγραμμα μιας τροφοδοσίας τροφοδοσίας με μεταγωγή με βήμα προς τα κάτω σε μια καταναλωτική ηλεκτρονική συσκευή, ο σχεδιαστής θα πρέπει να μπορεί να διακρίνει μεταξύ των στοιχείων στο κύκλωμα ισχύος και εκείνων στο κύκλωμα σήματος ελέγχου σε αυτό το διάγραμμα κυκλώματος. Ωστόσο, εάν ο σχεδιαστής χειριστεί όλα τα εξαρτήματα σε αυτό το τροφοδοτικό σαν να ήταν εξαρτήματα στο ψηφιακό κύκλωμα, το πρόβλημα μπορεί να είναι αρκετά σοβαρό. Η διάταξη της PCB του τροφοδοτικού διακόπτη είναι εντελώς διαφορετική από αυτή της PCB ψηφιακού κυκλώματος. Στη διάταξη ψηφιακού κυκλώματος, πολλά ψηφιακά τσιπ μπορούν να τακτοποιηθούν αυτόματα μέσω λογισμικού PCB και οι γραμμές σύνδεσης μεταξύ των τσιπ μπορούν να συνδεθούν αυτόματα μέσω λογισμικού PCB. Το τροφοδοτικό του διακόπτη που παράγεται από την αυτόματη στοιχειοθέτηση σίγουρα δεν θα λειτουργήσει σωστά. Επομένως, οι σχεδιαστές πρέπει να γνωρίζουν και να κατανοούν τους σωστούς τεχνικούς κανόνες διάταξης PCB για την εναλλαγή τροφοδοτικών.
Τεχνικοί κανόνες για τη διάταξη PCB του τροφοδοτικού μεταγωγής
Η χωρητικότητα του κεραμικού πυκνωτή παράκαμψης δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλη και η επαγωγή της παρασιτικής σειράς του θα πρέπει να ελαχιστοποιείται όσο το δυνατόν περισσότερο. Η παράλληλη σύνδεση πολλαπλών πυκνωτών μπορεί να βελτιώσει τα χαρακτηριστικά σύνθετης αντίστασης υψηλής συχνότητας των πυκνωτών
Όταν η συχνότητα λειτουργίας ενός πυκνωτή είναι κάτω από το fo, η σύνθετη αντίσταση χωρητικότητας Zc μειώνεται με την αύξηση της συχνότητας. Όταν η συχνότητα λειτουργίας του πυκνωτή είναι πάνω από το fo, η σύνθετη αντίσταση χωρητικότητας Zc θα γίνει όπως η σύνθετη αντίσταση της επαγωγής και θα αυξηθεί με την αύξηση της συχνότητας. Όταν η συχνότητα λειτουργίας ενός πυκνωτή πλησιάζει το fo, η σύνθετη αντίσταση του πυκνωτή είναι ίση με την ισοδύναμη αντίσταση σειράς του (RESR).
Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές έχουν γενικά μεγάλη χωρητικότητα και μεγάλη ισοδύναμη επαγωγή σειράς. Λόγω της χαμηλής συχνότητας συντονισμού, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για φιλτράρισμα χαμηλής συχνότητας. Οι πυκνωτές τανταλίου έχουν γενικά μεγαλύτερη χωρητικότητα και μικρότερη ισοδύναμη επαγωγή σειράς, επομένως η συχνότητα συντονισμού τους είναι υψηλότερη από αυτή των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών και μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε φιλτράρισμα μεσαίας έως υψηλής συχνότητας. Η χωρητικότητα και η ισοδύναμη επαγωγή σειράς των κεραμικών πυκνωτών είναι γενικά πολύ μικρές, επομένως η συχνότητα συντονισμού τους είναι πολύ υψηλότερη από αυτή των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών και των πυκνωτών τανταλίου, επομένως μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κυκλώματα φιλτραρίσματος και παράκαμψης υψηλής συχνότητας. Λόγω του γεγονότος ότι η συχνότητα συντονισμού των κεραμικών πυκνωτών μικρής χωρητικότητας είναι υψηλότερη από αυτή των κεραμικών πυκνωτών μεγάλης χωρητικότητας
Όταν επιλέγετε πυκνωτές παράκαμψης, δεν είναι σκόπιμο να χρησιμοποιείτε απλώς κεραμικούς πυκνωτές με υψηλές τιμές χωρητικότητας. Προκειμένου να βελτιωθούν τα χαρακτηριστικά υψηλής συχνότητας των πυκνωτών, πολλαπλοί πυκνωτές με διαφορετικά χαρακτηριστικά μπορούν να συνδεθούν παράλληλα για χρήση. Το Σχήμα 1 (α) δείχνει το βελτιωμένο φαινόμενο σύνθετης αντίστασης μετά την παράλληλη σύνδεση πολλών πυκνωτών με διαφορετικά χαρακτηριστικά. Δεν είναι δύσκολο να κατανοήσουμε τη σημασία αυτού του κανόνα διάταξης μέσω της ανάλυσης. Το σχήμα 1 (β) δείχνει τις διαφορετικές μεθόδους καλωδίωσης από την ισχύ εισόδου (VIN) έως το φορτίο (RL) σε ένα PCB. Προκειμένου να μειωθεί το ESL του πυκνωτή του φίλτρου (C), το μήκος του ακροδέκτη του πείρου του πυκνωτή πρέπει να ελαχιστοποιηθεί όσο το δυνατόν περισσότερο, ενώ η δρομολόγηση από VIN θετικό σε RL και από αρνητικό VIN στο RL θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντινή.
