Tehnična pravila in aplikacije postavitve PCB za stikalne napajalnike
Dandanes je zaradi elektromagnetnih valov, ki jih ustvarjajo stikalni napajalniki, ki vplivajo na normalno delovanje njihovih elektronskih izdelkov, postala pravilna tehnologija postavitve PCB za napajalnike zelo pomembna.
V mnogih primerih popolno oblikovan napajalnik na papirju morda ne bo pravilno deloval med začetnim odpravljanjem napak zaradi številnih težav s postavitvijo PCB napajalnika. Na primer, v shematskem diagramu preklopnega napajalnika z nižjo stopnjo na potrošniški elektronski napravi mora načrtovalec znati razlikovati med komponentami v napajalnem vezju in tistimi v vezju krmilnega signala na tem veznem diagramu. Če pa načrtovalec obravnava vse komponente v tem napajalniku, kot da bi bile komponente v digitalnem vezju, je lahko težava zelo resna. Postavitev tiskanega vezja stikalnega napajalnika se popolnoma razlikuje od tiskanega vezja digitalnega vezja. V postavitvi digitalnega vezja je mogoče številne digitalne čipe samodejno razporediti s programsko opremo PCB, povezovalne linije med čipi pa je mogoče samodejno povezati s programsko opremo PCB. Stikalni napajalnik, ki ga ustvari samodejno stavljanje, zagotovo ne bo deloval pravilno. Zato morajo oblikovalci obvladati in razumeti pravilna tehnična pravila za postavitev PCB za stikalne napajalnike.
Tehnična pravila za postavitev PCB stikalnega napajanja
Kapacitivnost obvodnega keramičnega kondenzatorja ne sme biti prevelika, njegova parazitska serijska induktivnost pa mora biti čim manjša. Vzporedna povezava več kondenzatorjev lahko izboljša visokofrekvenčne impedančne značilnosti kondenzatorjev
Ko je delovna frekvenca kondenzatorja pod fo, kapacitivna impedanca Zc pada s povečanjem frekvence; Ko je delovna frekvenca kondenzatorja nad fo, bo impedanca kapacitivnosti Zc podobna impedanci induktivnosti in se povečuje s povečanjem frekvence; Ko se delovna frekvenca kondenzatorja približa fo, je impedanca kondenzatorja enaka njegovi ekvivalentni serijski upornosti (RESR).
Elektrolitski kondenzatorji imajo na splošno veliko kapacitivnost in veliko ekvivalentno zaporedno induktivnost. Zaradi nizke resonančne frekvence se lahko uporablja samo za nizkofrekvenčno filtriranje. Tantalovi kondenzatorji imajo na splošno večjo kapacitivnost in manjšo ekvivalentno zaporedno induktivnost, zato je njihova resonančna frekvenca višja kot pri elektrolitskih kondenzatorjih in se lahko uporabljajo pri srednje do visokofrekvenčnem filtriranju. Kapacitivnost in ekvivalentna serijska induktivnost keramičnih kondenzatorjev sta na splošno zelo majhni, zato je njihova resonančna frekvenca veliko višja kot pri elektrolitskih kondenzatorjih in tantalovih kondenzatorjih, zato jih je mogoče uporabiti v visokofrekvenčnih filtrirnih in obvodnih vezjih. Zaradi dejstva, da je resonančna frekvenca keramičnih kondenzatorjev z majhno kapacitivnostjo višja kot pri keramičnih kondenzatorjih z veliko kapacitivnostjo
Pri izbiri obvodnih kondenzatorjev ni priporočljivo preprosto uporabljati keramičnih kondenzatorjev z visokimi kapacitivnimi vrednostmi. Da bi izboljšali visokofrekvenčne lastnosti kondenzatorjev, lahko za uporabo vzporedno povežete več kondenzatorjev z različnimi lastnostmi. Slika 1 (a) prikazuje izboljšan učinek impedance po vzporedni povezavi več kondenzatorjev z različnimi karakteristikami. Z analizo ni težko razumeti pomembnosti tega pravila postavitve. Slika 1 (b) prikazuje različne načine ožičenja od vhodne moči (VIN) do obremenitve (RL) na PCB. Da bi zmanjšali ESL kondenzatorja filtra (C), je treba dolžino kabla zatiča kondenzatorja čim bolj zmanjšati, medtem ko mora biti napeljava od VIN pozitivnega do RL in od VIN negativnega do RL čim bližja.
