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研究如何设计宜宾油浸式变压器的PCB

发布者:宜宾油浸式变压器厂    发布时间:2019-03-24
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对于宜宾油浸式变压器的研发,PCB设计占据很重要的地位。一个差的PCB,EMC性能差、输出噪声大、抗干扰能力弱,甚至连基本功能都有缺陷。

与其他硬件电路PCB稍有不同,宜宾油浸式变压器PCB有一些自身的特点。本文将结合工程经验,简单谈一谈宜宾油浸式变压器PCB布线的一些***基本的原则。

1、 间距

对于高电压产品必须要考虑到线间距。能满足相应安规要求的间距当然******,但很多时候对于不需要认证,或没法满足认证的产品,间距就由经验决定了。多宽的间距合适?必须考虑生产能否保证板面清洁、环境湿度、其他污染等情况如何。

对于市电输入,即使能保证板面清洁、密封,MOS管漏源极间接近600V,小于1mm事实上也比较危险了!

2、 板边缘的元器件

在PCB边沿的贴片电容或其他易损坏的器件,在放置时必须考虑PCB分板方向,如图是各种放置方法时,器件受到的应力大小对比。




图1 分板时器件受到的应力对比


由此可以看出,器件应远离并平行于分板边缘,否则可能因为PCB分板导致元器件受损。

3、 环路面积

无论是输入或是输出、功率环路或信号环路,应尽可能的小。功率环路发射电磁场,将导致较差的EMI特性或较大的输出噪声;同时,若被控制环接收,很可能引起异常。

另一方面,若功率环路面积较大,其等效寄生电感也会增大,可能增加漏极噪声尖峰。

4、 关键走线

因di/dt 作用,必须减小动态节点处电感,否则会产生较强的电磁场。若要减小电感,主要是要减少布线的长度,增加宽度作用较小。

5、 信号线

对于整个控制部分,布线时应考虑将其远离功率部分。若因其他限制两者靠得较近,不应将控制线与功率线并行,否则可能导致宜宾油浸式变压器工作异常、震荡。

另外若控制线很长,应该将来回的一对线的靠近,或将二者置于PCB的两个面上并正对着,从而减小其环路面积,避免被功率部分的电磁场干扰。如图2说明了A、B两点间,正确与错误的信号线布线方法。


图2 正确与错误的信号线布线方法。


当然,信号线上应尽量减少用于连接的过孔!

6、 铺铜

有的时候铺铜是完全没有必要的,甚至应该避免。若铜面积足够大且其电压不断变化,一方面它可能作为天线,向周围辐射电磁波;另一方面它又很容易拾起噪声。

通常只允许在静态节点铺铜,例如对输出端“地”节点铺铜,可以等效增加输出电容,滤除一些噪声信号。

7、 映射

对于一个回路,可以在PCB的一面进行铺铜,它会根据PCB另一面的布线自动映射,使这个回路的阻抗最小。这就好像一组不同阻抗值的阻抗并联,电流会自动选择阻抗最小的路径流过一样。

事实上可以在控制部分电路的一面进行连线,而在另一面对“地”节点铺铜,两个面间通过过孔连接。

8、 输出整流二极管

输出整流二极管若离输出端比较近,不应将其与输出平行放置。否则二极管处产生的电磁场将穿入宜宾油浸式变压器输出与外接负载形成的环路,使测得的输出噪声增大。


图3 正确与错误的二极管放置方向


9、 地线

地线的布线必须非常小心,否则可能引起EMS、EMI性能和其他性能变差。对于宜宾油浸式变压器PCB的“地”,至少做到以下两点:(1)功率地和信号地,应单点连接;(2)不应有存在地环路。

10、 Y电容

输入输出经常会接入Y电容,有时因某些原因,可能无法将其挂在输入电容地上,此时切记,一定要接在静态节点,如高压端。

11、 其他

实际宜宾油浸式变压器PCB设计时,可能还要考虑其他一些问题,例如“压敏电阻应紧靠被保护电路”、“共模电感应增http://guoluo.arbiosis.com/加放电齿”、“芯片VCC供电处应增加瓷片电容”等等。另外,是否需特殊处理,如铜箔、屏蔽等,在PCB设计阶段也是需要考虑的。

有时往往会遇到多个原则相互冲突的情况,满足其中一个就满足不了其他的,这是需要工程师应用已有的经验,根据实际项目需求,确定最合适的布线了!

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