PCB设计电力电子的最佳实践

你能学到什么

• 组件和PCB设计的电力电子电路的选择。

• PCB设计的热管理理念。

• PCB布局技巧对权力的完整性。

电路板上的电源

力量可以是一个变化无常的事情。当它工作我们不认为太多,但是当有一个问题真的可以让我们的生活很有趣。当我弟弟十几岁时,他发现他的旧汽车充电系统开发了一个问题,当他注意到灯光不同的强度与引擎的速度。他决定测试通过的气体和及时吹灭了每一个灯泡在车里。

我弟弟认为不是他生命中最好的决定,但它肯定说明权力可以打开你如果没有正确的管理。这就是为什么我们把很多精力放在印刷电路板的设计与车载电源。我们不仅要保护用户免受冲击,但由此产生的电路噪声可以损害其他电路在黑板上。让我们看看一些最佳实践的PCB设计的电力电子产品。

组件和PCB设计的电力电子电路的选择

有不同的电力电子,您可以根据需要对你的电路板设计。在的情况下将交流电源转换成直流,你很可能用一个稳压电源线性或开关型电源。对于低功率消耗的应用程序,这些物资可以作为集成电路设计到PCB组件(IC)使它们适合小型设备,直插入墙壁插座。

将直流转换成直流电源,如电压上升或下降,有不同的功率转换电路,你可以设计你的电路板上。例如,提高转换电路将加大输出电压而巴克转换器将下来。也有直流直流转换电路的其他变化,如buck-boost变换器的电压可以向上或向下走取决于它是如何控制的。

不管你有什么样的电源设计示意图,您将使用主动和被动组件的混合物。您将需要使用部分为高电压设计介电材料和涂料,指定能够承受更高的电阻和温度。您还必须确保你的设计不超过指定的制造商的操作值部分,您使用的是确保部分过早不会失败。确保电源设计中创建你的示意图将对最终的印刷电路板正常工作,你应该模拟设计在PCB布局。

电力电子的热管理

电源电子可以运行热取决于数量的电力转换,和热量必须管理电路板。对于那些非常高的动力供应,您可能想要考虑备用板材料如陶瓷或一些PTFE(聚四氟乙烯或聚四氟乙烯)复合材料。警告说,尽管这些材料的非标制造过程会抬高你的制造成本。

管理中的热设计的另一种方法是在PCB层分层盘旋飞行是如何配置的权力和地面的飞机。虽然地面飞机电源完整性管理很重要,他们也帮助管理从表面热层。热量从组件热垫和金属导体将通过通过和飞机可以消散。是很重要的在你的布局使用痕迹和更高的铜重量高电流,这将帮助散热。

组件放置在热管理也起着重要的作用。虽然单个电源的部分应该被放置在一起,不同的电源电路应尽可能地分散在黑板上。这将避免创建热点,确保更均匀温度。你还应该考虑被动冷却方法布置散热器等主动冷却设备如粉丝,非常高温应用。

印刷电路板上的电源转换器布局

PCB布局技巧对权力的完整性

实际布局电源时,这里有一些重要的类别关注:

• 组件:保持你的力量尽可能短的路由,保持组件的位置尽可能紧。开始供应的主要部件,如转换器IC。从那里,把剩余的部分开始输入电容和电感输出电容器紧随其后。你需要保持这些部分尽可能接近彼此减少电磁干扰,你会想要的零件在同一一边使用通过董事会,以避免造成的阻抗。

• 跟踪:跟踪路由也应该尽可能的紧。为了保持低的电感,保持你的短的痕迹,让他们宽。尝试在45度角,路线角落甚至圆角。同时,保持其他信号痕迹与电源无关的区域,以避免噪声污染对他们从电源组件。

• :最好的电源接地是使用固体平面代替痕迹。这不仅可以帮助与权力的完整性,但它也将帮助热管理是我们之前已经讨论过。你也应该隔离电源地平面的共同点的飞机。他们可以绑在一起在一个点,但你想避免返回信号路径穿过一片嘈杂的地面返回如果理由都使用同一个平面。

帮助自己设计电力电子印刷电路板,你需要设计工具所面临的挑战。你需要模拟和分析工具来验证您的电源设计将满足董事会的需要。你也想用你的设计规则和约束能力充分以识别和组动力组件和蚊帐。这将允许您指定正确的间距和跟踪宽度的布局。

别忘了使用3 d功能的工具来确保高功率组件布局上不冲突与其他机械对象或系统附件。最后,充分利用不同的路由功能的工具来创建你的力量之间的最短连接路径组件。

这听起来好像很多,任何设计工具的需求,但好消息是,有PCB设计系统你今天可以处理所有电力电子设计所需的需求。OrCAD PCB设计者从节奏,所有的工具和功能,我们在这里引用。OrCAD,您可以访问所有的原理图捕获、模拟、香料和PCB布局需要的功能。

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