Медицинский дом Odrex
г. Одесса, ул. Раскидайловская, 69/71
Обратный звонок
(067) 488-04-14 (048) 787-38-68 (048) 730-00-30
Задать вопрос
  • fast turn pcb china circuit board maker china

    [CHIMES]

    Välkommen till denna del

    av TI Precision Labs -serien

    om motorförare.

    Jag heter Pablo Armet,

    och i den här videon kommer

    jag att gå igenom de bästa

    riktlinjerna för PCB -layout för

    motorförarkretsar.

    Denna träningsvideo

    kommer att delas upp

    i flera avsnitt,

    och vi kommer att noggrant

    följa de bästa metoderna för

    styrelsens layout för motorförarapplikationsrapport

    som anges

    i resursbilden

    i slutet av presentationen.

    Först kommer jag att diskutera varför det är viktigt att

    följa riktiga

    layoutriktlinjer och ha bra

    PCB -layout.

    Sedan kommer jag att tillhandahålla

    bästa praxis

    att följa för att optimera

    PCB -jordning, förbättra kortets

    termiska

    prestanda,

    hur man väljer och placerar vias,

    allmänna routingtekniker, placering av

    bulk- och bypass

    -kondensatorer och

    routning av effektsteg och MOSFET -placering.

    Låt oss börja med att diskutera

    varför det är oerhört viktigt att ha en bra PCB -layout

    , särskilt

    i applikationer för motorförare.

    Även om det finns

    många problem som

    kan uppstå på grund av

    dålig PCB -layout,

    kommer jag att täcka några av de

    vanligaste problemen som kan uppstå.

    Dålig PCB -layout kan

    orsaka många problem,

    till exempel dålig termisk

    prestanda, vilket

    kan leda till att

    motordrivrutinen och andra komponenter

    överhettas och

    kan skadas.

    Ett annat problem med

    dålig fysisk layout

    är ökningen av kondensator

    och induktiv koppling, vilket

    kan försämra signalintegriteten

    och orsaka att kretsen

    inte fungerar som avsett.

    Ökat vanligt och

    differentiellt brus

    var ett annat problem som orsakades

    av dålig PCB -layout.

    Följande bild kommer att

    presentera riktiga layoutriktlinjer

    att följa för att mildra

    problemen som presenteras i den här bilden.

    Att implementera bra

    jordningstekniker

    är avgörande för att säkerställa en

    stabil referensspänning

    till IC och dess

    omgivande kretskomponenter

    med brus och andra isoleringar.

    De två vanligaste

    jordningssystemen är partition och grid.

    I en partitionsjord

    är marken

    för de digitala, analoga

    och

    högeffektsignalerna åtskilda.

    Denna separering säkerställer

    att de bullriga markerna

    från högeffektsignalerna

    inte

    stör de känsliga

    digitala och logiska signalerna.

    I ett

    rutnätsjordschema är

    jordkuddarna kontinuerliga

    genom hela kortet

    för att se till att varje signal

    har en returväg med låg impedans

    till källan.

    Lämplig

    jordningsteknik att följa

    beror på

    designapplikationen.

    Om applikationen

    är för hög effekt

    , rekommenderas att

    använda partitionsjordschemat.

    Om ansökan är

    för låg- till medeleffekt,

    rekommenderas i allmänhet nätplanen.

    Bilden till vänster visar

    ett rutnät,

    där marken är vanlig

    mellan de digitala och

    kraftdelarna på brädet.

    Den högra bilden visar ett

    partitionsjordschema,

    där den digitala eller logiska

    marken och kraftjorden

    separeras.

    Observera att det inte finns någon

    fullständig fysisk separation

    mellan de två grunderna.

    De två grunderna är

    anslutna vid en enda punkt,

    vilket indikeras av de

    orange linjerna i bilden.

    Bortsett från att välja

    lämpligt markschema,

    finns det alltid allmänna

    jordningstekniker

    som bör följas

    när du utformar en PCB -layout.

    Det rekommenderas starkt att

    ha ett kontinuerligt markplan.

    Om kretskortet är fyra

    lager eller mer,

    ha ett lager avsett

    som ett markplan för

    att säkerställa att signalerna

    har den kortaste

    returvägen till strömkällan.

    Om kretskortet är två

    lager eller mindre,

    se till att mängden

    slipad koppar på varje lager

    är maximerad och kontinuerlig.

    Led signalerna och

    placera komponenten så

    att deras

    markyta maximeras

    och att det inte finns några

    områden av slipat koppar

    som fysiskt separeras

    från resten av marken.

    Se också till att

    jordplanets

    diskontinuitet minimeras.

    Detta kan uppnås genom att

    noggrant spåra spåren,

    minska

    mängden vias när det är möjligt,

    placera vias bort

    från varandra

    och placera komponenterna

    så att

    markplanet är kontinuerligt i

    hela brädet.

    I verkliga

    applikationer är

    motordrivrutiner inte idealiska enheter, och

    mycket av dess interna

    energi omvandlas till värme.

    Denna värme måste hanteras

    effektivt innan skador uppstår

    på föraren eller några omgivande

    komponenter.

    Korrekt PCB -layout kan

    hjälpa till att sprida värmen

    och hålla motorföraren vid

    den rekommenderade temperaturen.

    För att bättre förstå hur

    man effektivt

    sprider värmen från föraren är

    det viktigt att förstå

    de vägar som värmen

    färdas från föraren.

    Bilden uppe till höger

    visar olika vägar

    som värmen tar

    från föraren.

    Banorna representeras

    av de röda pilarna.

    Ju större

    pil, desto mer värme

    som går genom den vägen.

    Som kan ses på

    bilden

    rör sig det mesta av värmen ner från

    IC: s värmedyna

    och sprider sig ut genom de

    inre och yttre skikten

    på brädet.

    En del värme går

    från bindningstrådarna

    och genom ledningarna

    till spåren i det översta lagret.

    Ytterligare en del av

    värmen sprids till det fria

    utanför utsidan av kretskortet.

    För att säkerställa att värmen sprids

    jämnt över kretskortet

    och inte är koncentrerad

    nära föraren,

    här är några

    layouttekniker att följa.

    Om IC har en

    värmedyna, se till

    att det översta lagret koppar

    hälls från värmedynan

    till

    jordningsplanen är kontinuerligt.

    Bilderna i mitten till höger

    visar inverkan

    på termisk prestanda

    av en kontinuerlig hällning

    kontra en diskontinuerlig hällning.

    När

    hällningen avbryts med ett spår

    koncentreras värmen

    nära IC, vilket

    resulterar i högre temperaturer.

    Å andra sidan,

    när hällningen är kontinuerlig

    , kan värmen enkelt flöda

    genom båda sidor av enheten

    och minska

    temperaturen nära IC.

    En annan teknik för att förbättra

    värmeavledningen är att använda

    1,5-uns eller 2-uns

    kopparhäll för pläteringstjocklek.

    Ökning av

    plåttjockleken minskar

    det effektiva

    termiska motståndet,

    vilket ökar

    kopparens värmeledningsförmåga.

    En annan teknik är att använda

    direktanslutna termiska vias

    istället för termiska reliefvias.

    Bilden längst ner till höger visar

    en jämförelse sida vid sida

    av den termiska prestandan

    för direktanslutning

    och termiska avlastnings-vias.

    Vias med direktanslutning

    möjliggör lägsta

    möjliga värmebeständighet

    mellan via- och

    kopparlagren, vilket hjälper till att uppnå

    de lägre temperaturerna.

    Slutligen rekommenderas

    att använda minst 8 mil

    hålstorlek med 20 mil diameter

    termiska vias

    direkt under värmekudden

    för optimal värmeledningsförmåga.

    Gruppera de termiska

    viasna i matriser

    nära regionerna med höga

    värmekoncentrationer,

    till exempel den termiska dynan

    och regioner nära IC.

    Vias är en viktig

    komponent i alla layoutdesigner.

    Det finns många typer av vias,

    men i den här presentationen kommer

    vi att fokusera på de

    typiska genomgående vias

    eftersom det är de vanligaste

    vias som används i motordrivrutinens 6 layer pcb fabrication china (try Szeastwin Evlla)-

    konstruktioner.

    Här är några allmänna riktlinjer

    att följa när du använder vias.

    Se till att vias har ett solidt

    exponerat kopparområde istället

    för ett eker- eller banexponerat

    kopparområde.

    Bilden märkt som 1

    visar de två via -typerna.

    Massiva vias har ett mer

    kontinuerligt exponerat kopparområde,

    vilket gör att via kan

    leda strömmen mer effektivt.

    Var noga med att välja

    lämplig via storlek

    och mängd för lämplig

    aktuell kapacitetsbehov.

    Tabellen märkt med 2

    visar den aktuella kapaciteten

    för olika

    storlekar på håldiametrar.

    Storleken på via diameter bör

    vara minst samma storlek

    som spårbredden.

    Storleken på via diameter

    , eller

    antalet vias för ett

    givet spår, bör

    ökas för att tillåta

    mer ström att flöda

    till det andra lagret.

    Om ett kraft- eller markplan

    måste anslutas

    till ett annat lager, se

    till att använda multi-vias

    eller via sömmar.

    Multi-vias och via

    sömmar är användbara

    för lågparasitisk jordning

    och högströmskopplingar.

    Bild 3 visar ett

    exempel på multi-vias.

    Slutligen, placera inte vias

    för nära varandra.

    Bild 4 visar exempel på bra

    och dåligt avstånd mellan vias.

    Att ha vias med bra

    separation gör

    att planet kan

    vara mer kontinuerligt

    och att

    signalplattan kan förkortas.

    Denna bild presenterar några

    viktiga routningstekniker

    att följa när du utformar

    en motordrivrutins PCB -layout.

    Den första tekniken är att

    se till att

    grindrivningsspåren är så breda och

    så korta som möjligt.

    Rekommendationen är att börja

    med en spårbredd på 20 mil

    för minst 1,5 uns koppartäthet

    och

    öka bredden för högre strömmar.

    För grindförare,

    led det enda spåret

    av högsidans grind

    och omkopplingsnodspåret

    så nära som

    möjligt för att minimera

    induktans, slingarea och

    brus som orsakas av snabba förändringar

    och spänning som orsakas

    av omkoppling.

    För motorförare

    med integrerade FET -enheter är

    denna routing

    optimerad internt.

    Använd inte rätvinkliga

    spår, eftersom det

    kan orsaka elektromagnetiska

    störningar.

    Bilden märkt

    som 1 visar exempel

    på olika spårvinklar och

    rankar dem från bästa till sämsta.

    När det är möjligt,

    använd alltid en

    tårteknik när du

    övergår från vias

    till kuddar eller från ett

    tunt till ett tjockt spår.

    Genom att använda tårdropp minskar

    den termiska påfrestningen

    vid den enda övergången.

    Bilderna märkta som 2 visar

    ett exempel på en tår.

    Rutt spår i parallella

    par, annars

    kända som differentialpar,

    när du dirigerar runt ett objekt.

    Till exempel, när du dirigerar

    signalerna från de aktuella

    avkänningsförstärkarna, se

    till att spåren

    håller sig så nära varandra

    som möjligt för att

    undvika differentialimpedans

    och diskontinuitet som

    orsakas av delade spår.

    Bild 3 visar ett bra och ett dåligt

    parallellpar -routingsexempel.

    En sista allmän

    routingteknik är

    att ha en separat jordning

    för analoga och digitala delar

    av kretsen för att

    minska markbrus.

    Bild 4 visar en illustration

    av rätt och fel

    routingstopologi.

    Bulk- och bypass -kondensatorer

    är viktiga komponenter

    i en motorförardesign.

    Bulkkondensatorer hjälper till att

    minska lågfrekventa

    strömtransienter och lagrar laddning för att

    leverera stora strömmar som krävs

    av motorsystemet.

    Förbikopplingskondensatorer används för att

    minimera högfrekvensbruset

    i motordrivarens matningsstift.

    Denna bild visar

    några riktlinjer

    att följa för att välja och

    placera de olika bulk-

    och bypass -kondensatorerna som vanligtvis

    används i en motordrivkrets.

    Placera alla bulkkondensatorer

    nära kortets

    ingångspunkt.

    Detta kommer att säkerställa att

    lågfrekventa

    transienter undertrycks innan de

    färdas vidare in i kretskortet.

    När du väljer

    bulkkapacitans ska du

    alltid ta hänsyn till

    den högsta strömmen som

    krävs av

    motorsystemet, matningsspänningsvippan

    och typen av motor.

    För drivrutiner som har

    integrerade laddningspumpar,

    placera

    laddningspumpskondensatorerna eller

    startbandskondensatorerna så

    nära föraren som möjligt.

    Detta kommer att säkerställa att

    spårinduktansimpedansen mellan

    kondensatorerna och laddningspumpstiften

    föraren minimeras.

    Induktiv impedans med hög spårning

    kan orsaka oönskade svängningar

    som kan påverka

    laddningspumpens prestanda.

    Se till att de lokala

    förbikopplingskondensatorerna

    finns i samma lager

    som förarens IC

    och är nära drivrutinen.

    Detta för att säkerställa

    att

    signalspåren mellan

    förbikopplingskondensatorerna och IC

    befinner sig i samma lager

    utan att

    behöva använda vias, vilket kan

    öka induktansen i spåret.

    Bild 1 visar en schematisk bild

    där de lokala bulk -bypass

    -kondensatorerna ska placeras.

    Observera att kondensatorn

    för det lägre värdet

    är placerad närmare IC.

    Undvik att placera vias

    mellan förbikopplingskondensatorn

    och drivrutinen.

    Vias kommer att

    öka induktansen

    i

    högströmsslingan, vilket inte är idealiskt.

    Bild 2 visar ett exempel

    på bra och dåligt kringgående.

    I effektsteget, använd

    små keramiska kondensatorer för

    att dämpa högfrekventa

    transienter som uppstår

    när kantbryggan växlar.

    Bild 3 visar en schematisk bild

    av effektsteget

    och var kondensatorn

    ska placeras.

    Se till att

    minimera högfrekvensslingorna

    så mycket som möjligt.

    Om enheten har integrerade

    strömavkännande förstärkare,

    placera filtreringskondensatorer

    nära avkänningsstiftet för

    att filtrera bort

    brus från signalen.

    En kondensator på cirka en

    nanofarad rekommenderas.

    För enheter med

    spänningsregulatorer

    bör små keramiska kondensatorer

    placeras nära

    regulatorutgången.

    Se alltid till att

    minimera

    jordåtergångsslingan till

    enhetens jordstift.

    Placering och PCB -layout

    för kraft -MOSFET: erna

    är mycket viktiga,

    särskilt för grindförare för

    att säkerställa korrekt funktionalitet

    i motorförarsystemet.

    För enheter med

    integrerade MOSFET -enheter

    är layouten och

    placeringen optimerad internt.

    Den här bilden visar

    några grundläggande

    layoutexempel, baserade på vanliga

    motorförarkitekturer.

    Den viktigaste

    riktlinjen att följa

    är att placera

    MOSFET på ett sådant sätt

    att området för

    högfrekventa

    slingor minimeras.

    Bild 1 och 2 visar

    rekommenderade layoutexempel

    på halvbryggestapel respektive

    halvbrygga sida vid sida-

    konfigurationer.

    Den vänstra delen av varje bild

    visar ett

    layoutexempel på inledda MOSFET-paket,

    och den högra delen

    visar ett layoutexempel på

    icke-ledade MOSFET-paket.

    Observera att i båda

    exemplen är MOSFET:

    erna placerade mycket

    nära varandra för

    att minska området med

    hög strömslinga

    och parasitiska spårinduktanser.

    De parasitära induktanserna

    i effektsteget

    bör minimeras för att

    minska svängnings-nodens ringningsoscillationer

    .

    Switch-nod-ringning

    är den OC-oscillation

    som uppstår på switch-noden,

    som är en nod som

    motorterminalen är ansluten till.

    Dessa svängningar

    är oönskade

    och kan orsaka högt EMI -brus och

    skapa över- och

    underspänningsspänningar, vilket kan bryta

    mot MOSFET: s absoluta maximala värden.

    Bild 3 visar vanliga

    parasiter, som induktansen

    i avloppet och

    källspår som finns i en halvbro.

    Det bästa sättet att minimera

    omkoppling av switch-nod

    är genom noggrann PCB-layout.

    Använd externa åtgärder,

    till exempel att minska svänghastigheten

    eller inkludera

    externa RC-snubbers för

    att minimera omkoppling av

    noder vid behov.

    Svänghastigheten kan reduceras

    genom att placera ett motstånd

    i MOSFET -grinden eller genom att använda

    Texas Instruments Smart Gate

    Drive -teknik som

    möjliggör enkel justering av

    svänghastigheten.

    En annan lösning för att

    minimera ringning av omkopplingsnoder

    är att placera en

    snubberkrets mellan avloppet

    och källan till

    varje MOSFET, vilket

    kan hjälpa till att filtrera bort de

    oönskade svängningarna.

    Som tidigare nämnts rekommenderas

    det starkt

    att

    optimera PCB-layouten för att

    minska högströmslingans väg.

    Högströmsslingan

    i

    effektsteget visas med den röda

    sökvägen i bild 4.

    Denna loopbana kan minimeras

    genom att använda breda och korta spår

    och minska antalet

    lagerhopp i slingan.

    Tack för att du tittade på denna

    del av Texas

    Instruments Precision Lab

    Series om motorförare.

    Om du vill lära dig mer om

    ämnena i den här träningsvideon kan du

    läsa applikationsrapporten «Bästa praxis för

    styrelsens layout för motorförare»

    som

    visas i

    resursbilden i den här presentationen.

    För att lära dig mer om

    motorförarens tekniska resurser

    och bläddra i Texas Instruments

    katalog över

    motorförarprodukter, besök

    motorförarsidan på ti.com.

    Ответить →

Оставьте отзыв

Отменить