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作為pcb工程師,如何提高電路穩(wěn)定性?

PCB線路板打樣 ? 來源:LONG ? 2019-07-23 14:11 ? 次閱讀

在同一塊電路板上使用交流和直流組件可能會導(dǎo)致EMI問題,但是,這些問題可以通過隔離交流和直流系統(tǒng)來解決。有幾種直接的解決方案可以幫助管理交流和直流電路之間的干擾;屏蔽組件,分離系統(tǒng),專用電源,良好的接地,而不是橋接隔離。繼續(xù)閱讀以了解更多信息!

在高中時,我的物理老師總是習(xí)慣于談?wù)搻鄣仙?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/特斯拉/" target="_blank">特斯拉之間的“電流之戰(zhàn)”。當(dāng)時我從未真正關(guān)心為什么愛迪生更喜歡直流電源進行配電和使用,而特斯拉則喜歡交流電源。當(dāng)我開始看到“電流之戰(zhàn)”在印刷電路板PCB上的交流和直流系統(tǒng)之間直接發(fā)揮作用時,情況發(fā)生了變化。如今許多PCB都使用交流和直流電路,并且在它們遇到的地方,通常會出現(xiàn)電磁干擾(EMI)等問題。幸運的是,就像“電流之戰(zhàn)”最終讓位于和平一樣,現(xiàn)代印刷電路板上的交流和直流信號完整性可以和諧共存。關(guān)鍵是隔離。

隔離電磁干擾

有幾種簡單的解決方案可以幫助管理ACDC之間的干擾電路,主要;屏蔽組件,分離系統(tǒng),專用電源,良好接地,而不是橋接隔離。

屏蔽:如您所知,PCB布局中有許多組件可以輻射EMI。這包括電源,IC時鐘振蕩器,所有這些都會干擾AC組件。限制EMI“嘈雜”直流分量或保護易受影響的交流元件的一種方法就是屏蔽它們。屏蔽將基本上保證通過外殼中的空氣輻射的EMI不會干擾屏蔽電路。因此,如果你有需要保護或約束的東西,做幾個世紀(jì)以來人類一直在做的事情,并把它放在金屬盒子里。如果您有多層板,也可以使用地平面層作為屏蔽。雖然有效,屏蔽會增加電路板的重量和成本,所以要小心減少EMI減少與其他問題。


無論多么簡單或復(fù)雜你的電路板,它可以從AC/DC分離中受益

分離:如果愛迪生和特斯拉一起在一個房間,他們肯定會有一些話其他,如果不是更多的物理拒絕。幸運的是,他們大多是分開的,你的交流和直流組件應(yīng)該跟隨他們的領(lǐng)先。在PCB上保持交流和直流系統(tǒng)(芯片和走線)彼此遠(yuǎn)離將有助于確保系統(tǒng)之間不存在“串?dāng)_”。如果電路板上沒有足夠的空間來放置交流和直流系統(tǒng)之間的物理距離,則還可以在需要分離的組件之間切割地平面中的間隙。地平面中的間隙將迫使流過平面的任何電流繞過間隙,從戰(zhàn)略上講,這可以幫助您在敏感系統(tǒng)周圍重新布線電流??傊?,不要越過電線!在簡單的電路中獲得良好的分離很容易,但在更復(fù)雜的電路中則相當(dāng)困難。盡力將AC和DC分開,但要知道可能難以達(dá)到最佳解決方案。

電源:在每個AC/DC PCB中都應(yīng)該有單獨的電源軌用于交流和直流鐵氧體磁珠和元件。直流組件可以從電源中吸取尖峰,從而產(chǎn)生瞬態(tài)電壓。雖然您的交流組件可能(或可能不)能夠在此瞬態(tài)電壓下運行,但它們肯定不會以最高容量運行。如果電壓瞬變過大,可能會在交流分量中產(chǎn)生誤差,或者使電路完全無法工作。使用單獨的電源可能不方便,但它比使芯片不起作用更好。

接地如您所知,AC/DC電路的接地是一個復(fù)雜的問題,對于本文來說完全鉆研過于復(fù)雜。但是,我可以給你這個建議;檢查接地網(wǎng)或平面中的電流返回路徑。請記住,雖然直流電流將遵循阻抗最小阻抗的路徑,但交流返回電流將遵循阻抗最小的路徑。對于交流回路電流,最小無功阻抗的路徑始終低于走線。返回路徑很重要,因為它們很容易被遺忘。檢查地平面并找出當(dāng)前的返回路徑。之前的“分離”建議也適用于此,即使電線不可見,也不要越過電線!

(不)橋接:如果你已經(jīng)全部遵循了(優(yōu)秀的)我必須提供的建議,你應(yīng)該有兩個相當(dāng)孤立的交流和直流系統(tǒng)?,F(xiàn)在,如果你的任何一架飛機都有間隙,并且正在考慮將它們連接起來,請不要。整篇文章是關(guān)于交流/直流隔離的,這會打敗我們教給你的東西!


你的PCB設(shè)計軟件可以幫助你設(shè)計你的電路板具有單獨的AC和DC信號。

軟件如何幫助您將AC與DC分離

這些規(guī)則拇指可能是一個很好的建議,但如果沒有實施計劃,它們就無法使用。這是您的PCB板設(shè)計軟件發(fā)揮作用的地方。可以通過對PCB設(shè)計進行顏色編碼來實現(xiàn)隔離。您可以通過為交流和直流系統(tǒng)分配不同的顏色來跟蹤它們,以確保它們在物理和電氣方面彼此分離。查看Altium的CircuitStudio?的文檔,了解如何執(zhí)行此操作的說明。對于更高級的用戶,AltiumDesigner?中也提供了顏色編碼。

每當(dāng)你回想起過去的美好時光,當(dāng)天才發(fā)明家在爭奪電氣優(yōu)勢的斗爭中前進時,請記住PCB上的AC/DC信號完整性也在做同樣的事情。雖然,不是一方贏得這場戰(zhàn)爭,而是讓我們在PCB上起訴和平。

需要幫助解決這些問題或進一步澄清?請談?wù)凙ltium的支持。

查看Altium的實際行動......

強大的PCB設(shè)計

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