Снижение электромагнитных излучений в импульсных преобразователях путем корректной разводки печатной платы.Часть вторая
Излучение электромагнитного поля генерируется импульсными токами I1, I2, I3. Паразитная индуктивность проводников печатной платы в каждой токовой петле определяет напряженность поля. Не-металлизированная площадь платы между токовыми петлями должна быть минимизирована, а ширина проводника — максимизирована для снижения магнитных полей. Индуктивность (L) также должна ограничивать поле, но только за счет собственной конструкции, а не за счет разводки печатной платы.
Наведенные ЭМИ — основная причина отказов. Они генерируются, когда входной и выходной конденсаторы Свх и Свых не могут обеспечить малое сопротивление для импульсных токов I1 и I3. Данные токи затем попадают в подключенные ко входу и выходу преобразователя схемы.
Сопротивление составляют внутреннее сопротивление кон-
денсатора (в т.ч. паразитного), а также паразитная индуктивность печатной платы. Паразитная индуктивность печатной платы определяет сопротивление и должна быть минимизирована. Этим также будет снижено излучение магнитного поля. Внутри импульсного преобразователя необходимо избегать применения переходных отверстий, т.к. их индуктивность достаточна высока. Этого можно достичь путем создания локальных проводящих областей в верхнем/компонентном слое. Компоненты для поверхностного монтажа припаиваются непосредственно к этим областям. Для минимизации индуктивности путь прохождения тока должен быть как можно более широким и коротким. Переходные отверстия рекомендуется использовать только для подключения локальных проводящих областей к системным за пределами источника питания. Их паразитная индуктивность в данном случае помогает ограничить высокочастотные токи в верхнем слое. Иногда переходные отверстия устанавливаются вокруг индуктивности, где за счет их сопротивления в некоторой степени подавляются излученные ЭМИ. Другой причиной образования ЭМИ является общий слой, где импульсные токи индуцируют выбросы напряжения. Импульсные токи не должны иметь общий используемый путь подключения к внешней схеме, в т.ч. общий слой. Правильное решение заключается в организации отдельной проводящей области для сильноточных общих сигналов в верхнем слое в пределах границы преобразователя и подключением ее к
системному общему слою в одной точке, обычно у выходного конденсатора.
Другие компоненты, включающие интегральную схему контроллера, компоненты смещения и компоненты обратной связи/компенсации, обрабатывают низкоуровневые сигналы. Во избежание перекрестных помех данные сигналы должны быть расположены внутри области, отделенной от сильноточных компонентов, а интегральная схема контроллера должна быть расположена между сильноточными и остальными перечисленными компонентами. Иначе говоря, сильноточные компоненты должны быть установлены по одну сторону контроллера, а компоненты для обработки низкоуровневых сигналов — с другой. На выходе встроенных в контроллер драйверов затворов возникают импульсные токи большой амплитуды на частоте преобразования, поэтому, расстояние между интегральной схемой и ключевыми транзисторами должно быть минимизировано. Высокоимпе-дансные узлы, например, выводы обратной связи и компенсации, должны быть малыми и удаленными от сильноточных компонентов, особенно от узла коммутации LX. Интегральные схемы контроллеров ППН зачастую имеют два общих вывода: GND и PGND. Идея такого решения заключается в разделении слаботочного сигнального общего и сильноточного общего. Тем не менее, для соединения слаботочных общих цепей необходимо создать отдельную проводящую область. Рекомендуется не использовать для этих целей верхний слой, но в этом случае допускается
использовать переходные отверстия. Аналоговый общий и сильноточный общий должны быть соединены только в одной точке, обычно у вывода PGND. В крайних случаях (при больших токах) необходимо действительное одноточечное соединение всех типов общих цепей. В этом случае локальную общую, сильноточную общую и системную общую проводящие области соединяют у выходного конденсатора.
|
