JNH官網電子產品往往60%以上-可靠性方面的問題都出現在電子線路板的PCB設計上;工作及性能良好的PCB需要相關的理論及實踐經驗;我在產品的設計實踐中經常碰到各種各樣的問題;比如電子線路板不能通過系統EMS的測試標準,測試關鍵器件IC的功能引腳時出現高頻噪聲的問題,電路功能IC引腳檢測到干擾噪聲進行異常保護等等。
通過理論與實踐結合;用測試數據檢驗JNH官網的理論和實踐的差異點!優良的設計跟長期的經驗總結是密不可分的!
1.?開關電源通過以下的原理示意圖分享設計總體原則
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圖示為JNH官網常用的兩種開關電源的拓撲結構;
A.開關電源拓撲主電流回流路徑面積*小化;驅動脈沖電流回路*小化。
B.對于隔離開關電源拓撲結構,電流回路被變壓器隔離成兩個或多個回路(原邊和副邊),電流回路要分開*小回流面積布局布線設計。
C.如果電流回路有多個接地點,那么接地點要與中心接地點重合。
D.實際設計時,JNH官網會受到條件的限制;如果2個回路的電容可能不好近距離的共地!
設計的關鍵點:
JNH官網就要采用電氣并聯的方式就近增加一個高頻電容達成共地(如圖紅色虛線)!
2.對于非隔離的IC控制器與主功率回路系統的PCB設計思路
如下圖為-非隔離的電源給IC控制器供電,IC控制器控制LED的負載并進行調光及其它功能的控制應用。其控制器的供電及驅動回路的設計會影響系統的功能及可靠性。
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通過圖示IC控制器-PCB布局布線的設計思路如下:
A1.IC周邊器件的地走線優先布局布線后連接到IC-gnd;
A2.IC-gnd再連接到濾波電容C1(高頻電容-低容值)的接地端,如果是非隔離系統;存在主電源系統進行動態工作時,此地不再進行12V非隔離電源地連接。
A3.IC-控制中心的gnd要單點接地!C1電容靠近IC-gnd引腳,引腳地與C1電容-gnd*短連接。
關鍵環路
B.主電源回路路徑的*小化設計原則
C.拓撲電流回路路徑*小化設計原則
D.脈沖驅動回路路徑*小化設計原則
注意條件受限時:電源的主回路與拓撲回路的電容可能不共地,JNH官網可以采用電氣并聯的方式就近增加一個高頻電容達成共地!
3.具體BOOST的LED驅動架構的PCB布局布線進行具體分析
設計基本思路如上所述;用下圖進行設計分析
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在圖示中:黃色跳線(JX)有與12V回路地進行*小化環路面積的理論設計。
PCB藍色高亮部分為系統GND走線,白色高亮部分為12V-IC供電電源正端走線。
通過實際的數據測試驗證黃色跳線(JX)連接線接地對系統的影響:
測試條件:12V-6A 115V/600mA (燈條)
測試項目:12V負載動態負載時間間隔500ms max load/minimum load6.6A/0.2A
示波器設置
CH1:12V(偏置10V) CH3:115V(偏置100V) CH4:ILED(偏置500mA)
黃色跳線(JX)在回路中:
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黃色跳線(JX)去除
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通過優化環路響應,增加動態響應速度。
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黃色跳線(JX)的系統回路影響:
由于12V同時給控制IC提供VDD,在進行差分信號走線時12V與GND布線時即電源與地的回流面積*小;當12V拉負載時,12V電解電容正到地回流;當12V負載電流增加時地走線阻抗不等于0,這時在公共地阻抗上就會產生電壓差,導致地基準位的變化。
去掉黃色跳線(JX)后,控制回路變成單點接地。此時地電位基準的影響就不受多個回路電流的影響。在非隔離的系統中單點接地符合設計理論。
設計經驗總結:
可能存在多種原因,IC供電電源有多種應用功能連接。
A.對于隔離的控制器IC電路提供VDD,在進行差分信號走線時12V與GND布線時即電源與地的回流面積*小;
B.對于非隔離IC控制的GND要避免形成環路;IC同側引腳的相同功能引腳的GND走線要連接在一起到IC-GND;IC-控制中心的gnd要求單點接地。。
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摘自維科網