A kapcsolóüzemű tápegységek PCB-elrendezésének műszaki szabályai és alkalmazásai
Napjainkban a kapcsolóüzemű tápegységek által keltett elektromágneses hullámok miatt, amelyek befolyásolják elektronikai termékeik normál működését, nagyon fontossá vált a tápegységek helyes PCB-elrendezési technológiája.
Sok esetben előfordulhat, hogy a papíron tökéletesen megtervezett tápegység nem működik megfelelően a kezdeti hibakeresés során a tápegység PCB-elrendezésével kapcsolatos számos probléma miatt. Például egy fogyasztói elektronikai eszköz fokozatos kapcsolóüzemű tápegységének vázlatos diagramján a tervezőnek képesnek kell lennie arra, hogy különbséget tegyen a tápáramkör és a vezérlőjel-áramkör összetevői között ezen az áramköri diagramon. Ha azonban a tervező ennek a tápegységnek az összes alkatrészét úgy kezeli, mintha azok a digitális áramkör komponensei lennének, a probléma meglehetősen komoly lehet. A kapcsolóáramköri PCB elrendezése teljesen eltér a digitális áramköri NYÁK-étól. A digitális áramköri elrendezésben sok digitális chip automatikusan elrendezhető a PCB szoftveren keresztül, és a chipek közötti összekötő vezetékek automatikusan csatlakoztathatók PCB szoftveren keresztül. Az automatikus szedéssel előállított kapcsolós tápegység biztosan nem fog megfelelően működni. Ezért a tervezőknek el kell sajátítaniuk és meg kell érteniük a kapcsolóüzemű tápegységek megfelelő PCB-elrendezési műszaki szabályait.
A kapcsolóüzemű tápegység NYÁK-elrendezésének műszaki szabályai
A bypass kerámia kondenzátor kapacitása nem lehet túl nagy, és parazita soros induktivitását a lehető legkisebbre kell csökkenteni. Több kondenzátor párhuzamos csatlakoztatása javíthatja a kondenzátorok nagyfrekvenciás impedancia jellemzőit
Ha egy kondenzátor működési frekvenciája fo alatt van, a Zc kapacitásimpedancia a frekvencia növekedésével csökken; Ha a kondenzátor működési frekvenciája fo feletti, a Zc kapacitásimpedancia az induktivitás impedanciájához hasonlóvá válik, és a frekvencia növekedésével nő; Amikor egy kondenzátor működési frekvenciája megközelíti a fo-t, a kondenzátor impedanciája megegyezik az egyenértékű soros ellenállásával (RESR).
Az elektrolit kondenzátorok általában nagy kapacitással és nagy egyenértékű soros induktivitással rendelkeznek. Alacsony rezonanciafrekvenciája miatt csak alacsony frekvenciájú szűrésre használható. A tantál kondenzátorok általában nagyobb kapacitással és kisebb ekvivalens soros induktivitással rendelkeznek, így rezonanciafrekvenciájuk magasabb, mint az elektrolitkondenzátoroké, és közepes-nagyfrekvenciás szűrésre használhatók. A kerámia kondenzátorok kapacitása és ekvivalens soros induktivitása általában nagyon kicsi, ezért rezonanciafrekvenciájuk jóval nagyobb, mint az elektrolitkondenzátoroké és a tantálkondenzátoroké, így nagyfrekvenciás szűrő- és bypass áramkörökben is használhatók. Annak a ténynek köszönhetően, hogy a kis kapacitású kerámia kondenzátorok rezonanciafrekvenciája magasabb, mint a nagy kapacitású kerámia kondenzátoroké
A bypass kondenzátorok kiválasztásakor nem tanácsos egyszerűen csak nagy kapacitású kerámia kondenzátorokat használni. A kondenzátorok nagyfrekvenciás jellemzőinek javítása érdekében több, eltérő karakterisztikájú kondenzátor csatlakoztatható párhuzamosan használathoz. Az 1(a) ábra azt mutatja be, hogy több különböző karakterisztikájú kondenzátor párhuzamosan csatlakozik a jobb impedanciahatáshoz. Nem nehéz megérteni ennek az elrendezési szabálynak a jelentőségét elemzéssel. Az 1(b) ábra a különböző bekötési módokat mutatja be a bemeneti teljesítménytől (VIN) a terhelésig (RL) a nyomtatott áramkörön. A szűrőkondenzátor (C) ESL-jének csökkentése érdekében a kondenzátortüske vezetékhosszát a lehető legkisebbre kell csökkenteni, miközben a VIN pozitívtól az RL-hez és a VIN negatívtól az RL-hez a lehető legközelebbi útvonalnak kell lennie.
