Lülituvate toiteallikate trükkplaatide paigutuse tehnilised reeglid ja rakendused
Tänapäeval on lülitustoiteallikate tekitatud elektromagnetlainete tõttu, mis mõjutavad nende elektroonikatoodete normaalset tööd, väga oluliseks toiteallikate õige PCB paigutuse tehnoloogia.
Paljudel juhtudel ei pruugi täiuslikult kavandatud paberil toiteallikas esialgse silumise ajal korralikult töötada, kuna toiteallika PCB paigutusega on palju probleeme. Näiteks tarbeelektroonika seadme lülitustoiteallika astmelisel skeemil peaks projekteerija suutma eristada sellel lülitusskeemil toiteahela komponente ja juhtsignaali ahelas olevaid komponente. Kui aga disainer käsitleb kõiki selle toiteallika komponente nii, nagu oleksid need digitaalse vooluahela komponendid, võib probleem olla üsna tõsine. Lülitite toiteallika PCB paigutus erineb täielikult digitaalse vooluahela PCB paigutusest. Digitaallülituse paigutuses saab paljusid digitaalkiipe automaatselt korraldada PCB tarkvara kaudu ja kiipide vahelisi ühendusliine saab automaatselt ühendada PCB tarkvara kaudu. Automaatse ladumisega toodetud lülititoiteplokk ei tööta kindlasti korralikult. Seetõttu peavad disainerid valdama ja mõistma õiget PCB paigutuse tehnilisi reegleid toiteallikate vahetamiseks.
Lülitustoiteallika PCB paigutuse tehnilised reeglid
Möödaviigu keraamilise kondensaatori mahtuvus ei tohiks olla liiga suur ja selle parasiitjada induktiivsust tuleks võimalikult palju minimeerida. Mitme kondensaatori paralleelühendus võib parandada kondensaatorite kõrgsagedusliku impedantsi omadusi
Kui kondensaatori töösagedus on alla fo, väheneb mahtuvustakistus Zc sageduse kasvades; Kui kondensaatori töösagedus on üle fo, muutub mahtuvustakistus Zc sarnaseks induktiivtakistusega ja suureneb sageduse suurenedes; Kui kondensaatori töösagedus läheneb fo-le, on kondensaatori impedants võrdne selle ekvivalentse jadatakistusega (RESR).
Elektrolüütkondensaatoritel on üldiselt suur mahtuvus ja suur samaväärne jadainduktiivsus. Madala resonantssageduse tõttu saab seda kasutada ainult madala sagedusega filtreerimiseks. Tantaalkondensaatoritel on üldiselt suurem mahtuvus ja väiksem samaväärne jadainduktiivsus, seega on nende resonantssagedus kõrgem kui elektrolüütkondensaatoritel ja neid saab kasutada keskmise kuni kõrge sagedusega filtreerimisel. Keraamiliste kondensaatorite mahtuvus ja samaväärne jadainduktiivsus on üldiselt väga väikesed, mistõttu on nende resonantssagedus palju kõrgem kui elektrolüütkondensaatoritel ja tantaalkondensaatoritel, mistõttu saab neid kasutada kõrgsageduslikul filtreerimisel ja möödaviiguahelates. Tulenevalt asjaolust, et väikese mahtuvusega keraamiliste kondensaatorite resonantssagedus on kõrgem kui suure mahtuvusega keraamiliste kondensaatorite oma
Möödaviikkondensaatorite valimisel ei ole soovitatav kasutada lihtsalt suure mahtuvusväärtusega keraamilisi kondensaatoreid. Kondensaatorite kõrgsageduslike karakteristikute parandamiseks saab kasutamiseks paralleelselt ühendada mitu erineva karakteristikuga kondensaatorit. Joonis fig 1 (a) näitab paranenud impedantsi efekti pärast mitme erinevate omadustega kondensaatori paralleelset ühendamist. Selle paigutusreegli olulisust analüüsi kaudu pole raske mõista. Joonisel 1 (b) on näidatud erinevad juhtmestiku meetodid alates sisendvõimsusest (VIN) kuni laadimiseni (RL) PCB-l. Filtri kondensaatori (C) ESL-i vähendamiseks tuleks kondensaatori tihvti juhtme pikkust minimeerida nii palju kui võimalik, samas kui marsruut VIN-positiivselt RL-i ja VIN-negatiivselt RL-i peaks olema võimalikult lähedal.
