สรุปการออกแบบโครงร่างของแหล่งจ่ายไฟสวิตชิ่ง DCDC
1. จัดการกับวงจรป้อนกลับ (ตรงกับ R1-R2-R3-IC_FB&GND ในรูปด้านบน) เส้นป้อนกลับไม่ควรอยู่ใต้ชอตกี ตัวเหนี่ยวนำ (L1) ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ หรือถูกล้อมรอบด้วยลูปกระแสขนาดใหญ่ หากจำเป็น สามารถเพิ่มตัวเก็บประจุ 100pF ลงในตัวต้านทานการสุ่มตัวอย่างเพื่อเพิ่มความเสถียร (แต่ค่าชั่วคราวจะได้รับผลกระทบเล็กน้อย)
2. จะดีกว่าถ้าทำให้เส้นป้อนกลับบางแทนที่จะหนา เพราะยิ่งเส้นกว้างขึ้น เอฟเฟกต์เสาอากาศก็จะยิ่งชัดเจนมากขึ้น ซึ่งจะส่งผลต่อความเสถียรของลูป โดยทั่วไปใช้ 6-12mils wire;
3. วางตัวเก็บประจุทั้งหมดให้ใกล้กับ IC มากที่สุด
4. ควรเลือกตัวเหนี่ยวนำตามความจุ 120-130% ของข้อกำหนด ไม่ควรมีขนาดใหญ่เกินไป หากมีขนาดใหญ่เกินไปจะส่งผลต่อประสิทธิภาพและสถานะชั่วคราว
5. เลือกตัวเก็บประจุตาม 150% ของความจุที่ระบุในข้อกำหนด หากคุณใช้ตัวเก็บประจุแบบชิปเซรามิก หากคุณใช้ 22uF ควรใช้ 10uF สองตัวขนานกันจะดีกว่า หากไม่คำนึงถึงต้นทุน ตัวเก็บประจุอาจมีขนาดใหญ่ขึ้น คำเตือนพิเศษ: หากตัวเก็บประจุเอาต์พุตเป็นตัวเก็บประจุอลูมิเนียมอิเล็กโทรลีติค อย่าลืมใช้ตัวเก็บประจุความถี่สูงและความต้านทานต่ำ อย่าเพิ่งใส่ตัวเก็บประจุกรองความถี่ต่ำ!
6. ลดพื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยวงกระแสขนาดใหญ่ให้มากที่สุด หากไม่สะดวกลดก็ให้ใช้การเคลือบทองแดงทำให้กรีดแคบ
7. อย่าใช้แผ่นต้านทานความร้อนกับวงจรวิกฤติ เนื่องจากแผ่นดังกล่าวจะแนะนำคุณลักษณะการเหนี่ยวนำซ้ำซ้อน
8. เมื่อใช้ชั้นกราวด์ พยายามรักษาความสมบูรณ์ของชั้นกราวด์ใต้ลูปสลับอินพุต การตัดใดๆ ไปยังระนาบกราวด์ในพื้นที่นี้จะลดประสิทธิภาพของระนาบกราวด์ และแม้กระทั่งการส่งสัญญาณผ่านระนาบกราวด์ก็จะเพิ่มอิมพีแดนซ์
9. สามารถใช้ Vias เพื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนและกราวด์ของ IC เข้ากับชั้นกราวด์ ซึ่งสามารถลดการวนซ้ำได้ แต่โปรดจำไว้ว่าค่าความเหนี่ยวนำของรู via อยู่ที่ประมาณ 0.1~0.5nH ซึ่งจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความหนาและความยาวของรู via ซึ่งสามารถเพิ่มค่าความเหนี่ยวนำของลูปทั้งหมดได้ สำหรับการเชื่อมต่อที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำ ควรใช้จุดแวะหลายจุด
ในตัวอย่างข้างต้น จุดแวะเพิ่มเติมไปยังระนาบกราวด์ไม่ได้ช่วยลดความยาวของลูป C IN แต่ในอีกตัวอย่างหนึ่ง เนื่องจากเส้นทางบนชั้นบนสุดยาวมาก การลดพื้นที่ลูปผ่านรูทะลุจึงมีประสิทธิภาพมาก
10. ควรสังเกตว่าการใช้ชั้นล่างเป็นเส้นทางสำหรับกระแสไหลกลับจะทำให้เกิดเสียงรบกวนในชั้นพื้นดินมาก ด้วยเหตุนี้ ชั้นกราวด์เฉพาะที่จึงสามารถแยกออกแล้วเชื่อมต่อกับกราวด์หลักผ่านจุดที่มีสัญญาณรบกวนต่ำมาก
11. เมื่อชั้นกราวด์อยู่ใกล้กับลูปการแผ่รังสีมาก เอฟเฟกต์การป้องกันบนลูปจะได้รับการปรับปรุงอย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น เมื่อออกแบบ PCB หลายชั้น สามารถวางชั้นกราวด์ทั้งหมดบนชั้นที่สองได้โดยตรงใต้ชั้นบนสุดที่ส่งกระแสไฟสูง
12. ตัวเหนี่ยวนำที่ไม่มีฉนวนป้องกันจะสร้างการรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็กจำนวนมาก ซึ่งจะเข้าสู่วงจรอื่นๆ และส่วนประกอบของตัวกรอง ควรใช้ตัวเหนี่ยวนำแบบกึ่งชีลด์หรือแบบชีลด์เต็มตัวในการใช้งานที่ไวต่อเสียง และควรเก็บวงจรและลูปที่ละเอียดอ่อนให้ห่างจากตัวเหนี่ยวนำ
การแก้ไขปัญหา EMI อาจซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องจัดการกับระบบที่สมบูรณ์และไม่รู้ว่าแหล่งกำเนิดรังสีอยู่ที่ใด ด้วยความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับสัญญาณความถี่สูงและลูปกระแสในการสวิตชิ่งคอนเวอร์เตอร์ ควบคู่ไปกับความเข้าใจว่าส่วนประกอบและโครงร่าง PCB ทำงานที่ความถี่สูงอย่างไร รวมกับการใช้เครื่องมือโฮมเมดง่ายๆ บางอย่าง จึงเป็นไปได้ที่จะแก้ไขได้อย่างง่ายดาย ปัญหา EMI โดยการระบุแหล่งที่มาของรังสีและวิธีแก้ปัญหาต้นทุนต่ำเพื่อลดการปล่อยก๊าซ ตัวอย่างฉบับถัดไปจะนำเสนอเครื่องมือตรวจจับ DIY EMI ให้กับคุณ ฉันเชื่อว่าประสบการณ์เกี่ยวกับอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งเหล่านี้จะช่วยวิศวกรมือใหม่บางคนได้
