กฎทางเทคนิคและการประยุกต์ใช้โครงร่าง PCB สำหรับการสลับแหล่งจ่ายไฟ
ในปัจจุบัน เนื่องจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการเปลี่ยนอุปกรณ์จ่ายไฟ ซึ่งส่งผลต่อการทำงานปกติของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยีเค้าโครง PCB ที่ถูกต้องสำหรับแหล่งจ่ายไฟจึงมีความสำคัญมาก
ในหลายกรณี แหล่งจ่ายไฟที่ออกแบบมาอย่างสมบูรณ์แบบบนกระดาษอาจทำงานไม่ถูกต้องในระหว่างการดีบักครั้งแรก เนื่องจากปัญหาหลายประการกับโครงร่าง PCB ของแหล่งจ่ายไฟ ตัวอย่างเช่นในแผนผังของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งแบบ step-down บนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ผู้ออกแบบควรจะสามารถแยกแยะระหว่างส่วนประกอบในวงจรไฟฟ้ากับส่วนประกอบในวงจรสัญญาณควบคุมบนแผนภาพวงจรนี้ได้ อย่างไรก็ตาม หากผู้ออกแบบปฏิบัติต่อส่วนประกอบทั้งหมดในแหล่งจ่ายไฟนี้เสมือนว่าเป็นส่วนประกอบในวงจรดิจิทัล ปัญหาก็อาจร้ายแรงได้ เค้าโครงของ PCB แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจาก PCB วงจรดิจิทัล ในรูปแบบวงจรดิจิทัล ชิปดิจิทัลจำนวนมากสามารถจัดเรียงได้โดยอัตโนมัติผ่านซอฟต์แวร์ PCB และสายเชื่อมต่อระหว่างชิปสามารถเชื่อมต่อได้โดยอัตโนมัติผ่านซอฟต์แวร์ PCB สวิตช์จ่ายไฟที่เกิดจากการเรียงพิมพ์อัตโนมัติจะทำงานไม่ถูกต้องอย่างแน่นอน ดังนั้นนักออกแบบจำเป็นต้องเชี่ยวชาญและเข้าใจกฎทางเทคนิคเค้าโครง PCB ที่ถูกต้องสำหรับการเปลี่ยนอุปกรณ์จ่ายไฟ
กฎทางเทคนิคสำหรับเค้าโครง PCB ของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
ความจุของตัวเก็บประจุเซรามิกบายพาสไม่ควรใหญ่เกินไป และการเหนี่ยวนำชุดกาฝากควรลดลงให้มากที่สุด การเชื่อมต่อแบบขนานของตัวเก็บประจุหลายตัวสามารถปรับปรุงลักษณะความต้านทานความถี่สูงของตัวเก็บประจุได้
เมื่อความถี่การทำงานของตัวเก็บประจุต่ำกว่า fo ความต้านทานของความจุ Zc จะลดลงตามความถี่ที่เพิ่มขึ้น เมื่อความถี่การทำงานของตัวเก็บประจุสูงกว่า fo อิมพีแดนซ์ความจุ Zc จะกลายเป็นเหมือนกับอิมพีแดนซ์ตัวเหนี่ยวนำและเพิ่มขึ้นตามความถี่ที่เพิ่มขึ้น เมื่อความถี่การทำงานของตัวเก็บประจุเข้าใกล้ fo อิมพีแดนซ์ของตัวเก็บประจุจะเท่ากับความต้านทานอนุกรมที่เทียบเท่ากัน (RESR)
โดยทั่วไปตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจะมีความจุขนาดใหญ่และมีตัวเหนี่ยวนำอนุกรมที่เทียบเท่ากันมาก เนื่องจากความถี่เรโซแนนซ์ต่ำ จึงสามารถใช้สำหรับการกรองความถี่ต่ำเท่านั้น โดยทั่วไปตัวเก็บประจุแทนทาลัมจะมีความจุมากกว่าและมีตัวเหนี่ยวนำอนุกรมเทียบเท่าน้อยกว่า ดังนั้นความถี่เรโซแนนซ์จึงสูงกว่าตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าและสามารถใช้ในการกรองความถี่ปานกลางถึงสูงได้ ความจุและการเหนี่ยวนำอนุกรมที่เทียบเท่าของตัวเก็บประจุเซรามิกโดยทั่วไปมีขนาดเล็กมาก ดังนั้นความถี่เรโซแนนซ์จึงสูงกว่าความถี่ของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าและตัวเก็บประจุแทนทาลัมมาก ดังนั้นจึงสามารถใช้ในการกรองความถี่สูงและวงจรบายพาสได้ เนื่องจากความถี่เรโซแนนซ์ของตัวเก็บประจุเซรามิกความจุขนาดเล็กจึงสูงกว่าความถี่เรโซแนนซ์ของตัวเก็บประจุเซรามิกความจุขนาดใหญ่
เมื่อเลือกตัวเก็บประจุแบบบายพาส ไม่แนะนำให้ใช้เพียงตัวเก็บประจุแบบเซรามิกที่มีค่าความจุสูง เพื่อปรับปรุงลักษณะความถี่สูงของตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุหลายตัวที่มีลักษณะแตกต่างกันสามารถเชื่อมต่อแบบขนานสำหรับการใช้งานได้ รูปที่ 1 (a) แสดงผลอิมพีแดนซ์ที่ได้รับการปรับปรุงหลังจากเชื่อมต่อตัวเก็บประจุหลายตัวที่มีคุณสมบัติต่างกันแบบขนาน ไม่ใช่เรื่องยากที่จะเข้าใจถึงความสำคัญของกฎโครงร่างนี้ผ่านการวิเคราะห์ รูปที่ 1 (b) แสดงวิธีการเดินสายต่างๆ ตั้งแต่กำลังไฟฟ้าเข้า (VIN) ไปจนถึงโหลด (RL) บน PCB เพื่อลด ESL ของตัวเก็บประจุตัวกรอง (C) ควรลดความยาวตะกั่วของพินตัวเก็บประจุให้เหลือน้อยที่สุด ในขณะที่เส้นทางจาก VIN ค่าบวกไปยัง RL และจาก VIN ค่าลบไปยัง RL ควรใกล้เคียงที่สุด
