Kuidas saab toiteallika lüliti probleemi kiiresti tuvastada?
Nn lülitustoiteallika all mõeldakse toiteallikat, mis kasutab kaasaegse elektroonilise toitetehnoloogia abil lüliti toru ava ja toruosa ajasuhet, et säilitada stabiilne väljundpinge. Lülitustoiteallikas koosneb üldiselt impulsi laiuse modulatsiooni juhtimismoodulist ja MOSFET-ist. Jõuelektroonika tehnoloogia arengu ja innovatsiooniga on ka lülitustoitetehnoloogia tegemine pidevalt uuenduslik. Järgmisena tutvustan mõningaid ettevaatusabinõusid lülitustoite projekteerimisprotsessis ning ühtlasi tutvustan, kuidas lülitustoite probleemi korral kiiresti välja selgitada lülitustoite probleem.
Lülitustoiteploki paigutus
Lülitustoiteallikas on teatud tüüpi toiteallikas, mis kasutab kaasaegset toiteelektroonilist tehnoloogiat, et kontrollida sisse- ja väljalülitamise ajasuhet, et säilitada stabiilne väljundpinge. Lülitustoiteallikas koosneb üldiselt impulsslaiuse modulatsiooni (PWM) juht-IC-st ja MOSFET-ist.
Kõrgsageduslike lülitustoiteallikate projekteerimisel on paigutus väga oluline. Hea paigutus võib seda tüüpi toiteallikaga palju probleeme lahendada. Paigutusest tulenevad probleemid ilmnevad tavaliselt suurte voolude korral ja on rohkem väljendunud sisend- ja väljundpinge suurte pingeerinevuste korral. Mõned peamised probleemid on reguleerimise vähenemine suurte väljundvoolude ja/või suurte sisend- ja väljundpingete erinevuste korral, lisamüra väljundi ja alguslainekujude puhul ning ebastabiilsus. Selliseid probleeme saab minimeerida, järgides mõnda allpool toodud lihtsat põhimõtet.
induktiivpool
Lülitustoiteallikates kasutatakse suletud ferriitsüdamikuga madala EMI (Electro MagneTIc Interference) induktiivpooli. Nagu ümmargused või kinnised E-südamikud. Avatud südamikke saab kasutada ka siis, kui neil on madalamad EMI omadused ja need asuvad madala võimsusega juhtmetest ja komponentidest kaugemal. Kui kasutate avatud südamikku, on ka hea mõte hoida südamiku poolused PCB-ga risti. Varraste südamikke (sTIck südamikke) kasutatakse tavaliselt enamiku soovimatu müra kõrvaldamiseks.
tagasisidet
Püüdke hoida tagasisideahel induktiivpoolidest ja müraallikatest eemal. Samuti tehke tagasisidejoon võimalikult sirgeks ja paksemaks. Mõnikord on nende kahe lähenemisviisi vahel kompromiss, kuid tagasisideliini hoidmine induktiivpooli EMI-st ja muudest müraallikatest on nende kahe kriitilisem. Asetage tagasisideliin trükkplaadi induktiivpooli vastasküljele ja eraldage see keskel asuva maandusplaadiga.
filtri kondensaator
Väikese keraamilise sisendfiltri kondensaatori kasutamisel tuleks see asetada IC-i VIN-tihvtile võimalikult lähedale. See eemaldab võimalikult suure osa liini induktiivsuse mõjust, andes sisemistele IC-liinidele puhtama pingeallika. Mõned lülitustoiteallikate konstruktsioonid nõuavad tavaliselt stabiilsuse huvides väljundist tagasisidetihvtiga ühendatud edasivoolukondensaatori kasutamist. Sel juhul peaks see asuma ka IC-le võimalikult lähedal. Pinnapealsete kondensaatorite kasutamine vähendab ka juhtme pikkust, vähendades seeläbi müra sidumist efektiivsesse antenni (efektiivne antenn), mis on põhjustatud läbivatest komponentidest.
kompenseerida
Kui stabiilsuse tagamiseks on vaja väliseid kompensatsioonikomponente, tuleks need paigutada ka IC-le võimalikult lähedale. Siin on soovitatav kasutada ka pindpaigalduskomponente samadel põhjustel, mida käsitleti filtrikondensaatorite puhul. Need komponendid ei tohiks olla ka induktiivpoolile liiga lähedal.
Jäljed ja maapinnad
Hoidke kõik võimsuse (kõrgevoolu) jäljed võimalikult lühikesed, sirged ja paksud. Tavalise PCB puhul on parim absoluutne minimaalne laius 15 miili (0,381 mm) ampri kohta. Induktiivpool, väljundkondensaator ja väljunddiood peaksid olema üksteisele võimalikult lähedal. See võib aidata vähendada EMI-d, mis on põhjustatud lülitustoiteallika jälgedest, kui neid läbivad suured lülitusvoolud. See vähendab ka plii induktiivsust ja takistust, mis vähendab müra naelu, helinaid ja takistuskadusid, mis võivad põhjustada pingevigu. IC-i maandus, sisendkondensaator, väljundkondensaator ja väljunddiood (kui need on olemas) peaksid kõik olema ühendatud otse ühe maandusplaadiga. Parim on, kui PCB mõlemal küljel on maandusplaat. See vähendab maandusahela vigu ja neelab rohkem induktiivpooli tekitatud EMI-d, vähendades seeläbi müra. Rohkem kui kahe kihiga mitmekihiliste plaatide puhul saab jõudluse parandamiseks kasutada maandustasandit toitetasandi (ala, kus asuvad toitejäljed ja komponendid) ja signaalitasandi (ala, kus asuvad tagasiside- ja kompensatsioonikomponendid) eraldamiseks. Mitmekihilistel plaatidel on läbiviigud vajalikud jälgede ühendamiseks erinevate tasanditega. Kui jälg peab kandma suurt voolu ühelt küljelt teisele, on hea tava kasutada ühte standardviidet 200 mA voolu kohta.
Paigutage komponendid nii, et esialgsed vooluahelad pöörleksid samas suunas. Sõltuvalt pearegulaatori tööviisist on kaks toiteolekut. Üks olek on siis, kui ava on suletud ja teine olek, kui ava on avatud. Iga oleku ajal loob hetkel sisse lülitatud toiteseade vooluahela. Toiteseadmed on paigutatud nii, et vooluahel juhib iga oleku ajal samas suunas. See hoiab ära magnetvälja pöördumise kahe poolrõnga vahelistel jälgedel ja vähendab EMI emissiooni.
jahutamine
Pinnapealse paigaldusega toite-IC-de või väliste toitelülitite kasutamisel saab PCB-d sageli kasutada jahutusradiaatorina. See on mõeldud PCB vasega kaetud pinna kasutamiseks, et aidata seadmel soojust hajutada. Teavet PCB termilise hajumise kasutamise kohta leiate konkreetse seadme käsiraamatust. Tavaliselt võib see säästa lülitustoiteallika poolt lisatud jahutusseadet.
