Comment identifier rapidement le problème de l'interrupteur d'alimentation ?
L'alimentation dite à découpage fait référence à une alimentation qui utilise une technologie d'alimentation électronique moderne pour contrôler le rapport temporel de l'ouverture du tube de commutation et de la section du tube pour maintenir une tension de sortie stable. L'alimentation à découpage est généralement composée d'un circuit intégré de commande de modulation de largeur d'impulsion et d'un MOSFET. Avec le développement de la technologie de l'électronique de puissance Développement et innovation, la fabrication de la technologie d'alimentation à découpage est également en constante innovation. Ensuite, j'introduirai quelques précautions dans le processus de conception de l'alimentation à découpage, et je présenterai également comment trouver rapidement le problème de l'alimentation à découpage lorsqu'il y a un problème avec l'alimentation à découpage.
Disposition de l'alimentation à découpage
L'alimentation à découpage est une sorte d'alimentation qui utilise la technologie électronique de puissance moderne pour contrôler le rapport temporel d'activation et de désactivation afin de maintenir une tension de sortie stable. L'alimentation à découpage est généralement composée d'un circuit intégré de commande à modulation de largeur d'impulsion (PWM) et d'un MOSFET.
La disposition est très importante lors de la conception d'alimentations à découpage haute fréquence. Une bonne disposition peut résoudre de nombreux problèmes avec ce type d'alimentation. Les problèmes dus à la disposition se manifestent généralement à des courants élevés et sont plus prononcés à de grandes différences de tension entre les tensions d'entrée et de sortie. Certains des principaux problèmes sont une régulation réduite à des courants de sortie importants et/ou de grandes différences de tension d'entrée/sortie, un bruit supplémentaire sur les formes d'onde de sortie et d'apparition, et une instabilité. De tels problèmes peuvent être minimisés en appliquant quelques principes simples ci-dessous.
inducteur
Les alimentations à découpage utilisent des inductances à faible EMI (Electro MagneTIc Interference) avec des noyaux de ferrite fermés. Tels que les E-cores ronds ou fermés. Des noyaux ouverts peuvent également être utilisés s'ils ont des caractéristiques EMI inférieures et sont situés plus loin des fils et des composants à faible puissance. Si vous utilisez un noyau ouvert, c'est aussi une bonne idée d'avoir les pôles du noyau perpendiculaires au PCB. Les noyaux de tige (noyaux sTIck) sont généralement utilisés pour éliminer la plupart des bruits indésirables.
le compte rendu
Essayez d'éloigner la boucle de rétroaction des inductances et des sources de bruit. Faites également en sorte que la ligne de rétroaction soit aussi droite que possible et plus épaisse. Il y a parfois un compromis entre ces deux approches, mais garder la ligne de rétroaction éloignée de l'EMI de l'inductance et d'autres sources de bruit est la plus critique des deux. Placez la ligne de rétroaction du côté opposé à l'inductance sur le circuit imprimé et séparez-la avec un plan de masse au milieu.
condensateur de filtrage
Lors de l'utilisation d'un petit condensateur de filtre d'entrée en céramique, il doit être placé aussi près que possible de la broche VIN du CI. Cela supprimera autant que possible l'effet de l'inductance de ligne, donnant aux lignes IC internes une source de tension plus propre. Certaines conceptions d'alimentations à découpage nécessitent l'utilisation d'un condensateur d'alimentation directe connecté de la sortie à la broche de rétroaction, généralement pour des raisons de stabilité. Dans ce cas, il doit également être situé le plus près possible du CI. L'utilisation de condensateurs à montage en surface réduit également la longueur du conducteur, réduisant ainsi le couplage du bruit dans l'antenne effective (antenne effective) causé par les composants traversants.
compenser
Si des composants de compensation externes sont nécessaires pour la stabilité, ils doivent également être placés aussi près que possible du CI. Les composants montés en surface sont également recommandés ici pour les mêmes raisons que celles évoquées pour les condensateurs de filtrage. Ces composants ne doivent pas non plus être trop proches de l'inducteur.
Traces et plans de masse
Gardez toutes les pistes d'alimentation (courant élevé) aussi courtes, droites et épaisses que possible. Sur un circuit imprimé standard, il est préférable d'avoir une largeur minimale absolue de 15 mil (0 0,381 mm) par ampli. L'inductance, le condensateur de sortie et la diode de sortie doivent être aussi rapprochés que possible. Cela peut aider à réduire les EMI causées par la commutation des pistes d'alimentation lorsque des courants de commutation importants les traversent. Cela réduit également l'inductance et la résistance des conducteurs, ce qui réduit les pics de bruit, les sonneries et les pertes résistives, qui peuvent créer des erreurs de tension. La masse, le condensateur d'entrée, le condensateur de sortie et la diode de sortie (le cas échéant) du circuit intégré doivent tous être connectés directement à un plan de masse. Il est préférable d'avoir un plan de masse des deux côtés du PCB. Cela réduit les erreurs de boucle de masse et absorbe plus d'EMI générées par l'inductance, réduisant ainsi le bruit. Pour les cartes multicouches avec plus de deux couches, un plan de masse peut être utilisé pour séparer le plan d'alimentation (la zone où résident les traces d'alimentation et les composants) et le plan de signal (la zone où résident les composants de rétroaction et de compensation) pour améliorer les performances. Sur les cartes multicouches, des vias sont nécessaires pour connecter les pistes à différents plans. Si la trace doit transporter un courant important d'un côté à l'autre, il est recommandé d'utiliser un via standard pour 200 mA de courant.
Disposez les composants de manière à ce que les boucles de courant initiales tournent dans le même sens. Il existe deux états d'alimentation en fonction du fonctionnement du régulateur de tête. Un état est lorsque l'ouverture est fermée et l'autre état est lorsque l'ouverture est ouverte. Pendant chaque état, une boucle de courant est créée par le dispositif d'alimentation qui est actuellement sous tension. Les dispositifs de puissance sont disposés de manière à ce que la boucle de courant conduise dans le même sens pendant chaque état. Cela empêche les inversions de champ magnétique dans les pistes entre les deux demi-anneaux et réduit les émissions EMI.
refroidissement
Lors de l'utilisation de CI d'alimentation à montage en surface ou d'interrupteurs d'alimentation externes, le PCB peut souvent être utilisé comme dissipateur de chaleur. Il s'agit d'utiliser la surface recouverte de cuivre sur le circuit imprimé pour aider l'appareil à dissiper la chaleur. Reportez-vous au manuel de l'appareil spécifique pour plus d'informations sur l'utilisation de la dissipation thermique des PCB. Cela peut généralement économiser le dispositif de refroidissement ajouté par l'alimentation à découpage.
