< img height="1" width="1" style="display:none" src="https://www.facebook.com/tr?id=1724791474554128&ev=PageView&noscript=1" />

Stromversorgung PCB-Stackup

  • Ausgezeichnete Qualität
  • High-Performance
  • Wettbewerbsfähige Preise
  • Professionelles Team

Was sind die Anwendungen von Netzteil PCB?

Einige wichtige Anwendungen von Netzteilplatine sind wie folgt:

1.Es wird in den meisten aller Low-Power-Anwendungen verwendet
2. Es wird für die Linearregler zur Leistungsregelung verwendet
3.Es wird für die Schaltregler zur Integration mit anderen Schaltungen verwendet
4. Es wird in allen Geräten verwendet, die an eine Steckdose angeschlossen werden
5. Es spielt eine Rolle als führende Signal- und Leistungsintegrität
6. Es wird PWM verwendet, um eine Konstante und Regulierung in der Ausgangsspannung einzuführen
7..Es ist auch das Rauschen, das vom Ausgang kommt.

Anwendungen von Netzteil PCB
Haltbarkeit der Netzteilplatine

Was ist die Haltbarkeit von Netzteil-PCBs?

Die Haltbarkeit der Netzteilplatine beträgt 5 - 8 Jahre.

Die Haltbarkeit der Netzteile von Leiterplatten erfordert jedoch die Qualität der Produktion und die angewandten Methoden, um fortzufahren. Löten beeinträchtigt die Haltbarkeit der Netzteile.

Die Haltbarkeit vieler anderer Modelle der Stromversorgung von Leiterplatten reicht bei brandneuen Projekten bis zu vielen Jahren.

Welche Dual-Power-Supply-Platine?

Dual Power Supply PCB wird als eine einzelne Quelle definiert, die zwei Aspekte bietet, einen negativen und einen positiven.

Es ist eine der einzigartigen Stromversorgungsschaltungen für Leiterplatten, da es eine Vielzahl von Vorteilen für die Gerätefunktionen bietet.

Viele anfällige Geräte und Geräte, einschließlich Laptops und Fernseher, erfordern für eine effiziente Leistung eine Leiterplatte mit zwei Stromversorgungskreisen.

Duale Stromversorgungsplatine

Wenn Sie auf der Suche nach einer Stromversorgungsplatine sind, dann sind Sie bei Venture genau richtig!

Venture fertigt seit mehr als 1o Jahren Stromversorgungs-Leiterplatten. Wir bieten Ihnen eine große Auswahl an hochwertigen Netzteilplatinen, so dass Sie sicher Ihre gewünschte Netzteilplatine finden.

Sie können uns Ihr Design der von Ihnen benötigten Stromversorgungsplatine zusenden, und wir stellen Ihnen gerne das zur Verfügung, was Sie benötigen.

Ihr führender Lieferant von Leiterplattenstapeln für Stromversorgungen in China

Venture ist ein zuverlässiger Hersteller und Lieferant von Stromversorgungs-Leiterplatten. Wir stellen Netzteil-Leiterplatten in zuverlässiger Qualität zu wettbewerbsfähigen Preisen her. Wir liefern verschiedene Arten von Netzteil-Leiterplatten für verschiedene Anwendungen wie Verstärker, Computer, Drucker usw.

Es gibt zwei Arten von Netzteilen, es ist AC- und DC-Netzteil. Der Teil der Hardware, der verwendet wird, um den bereitgestellten Strom aus der Steckdose in nutzbaren Strom für viele Teile innerhalb des elektrischen Geräts umzuwandeln, ist das Netzteil.

Das PCB-Design für Netzteile erfordert die richtigen Analyse- und Layout-Tools, um Rauschen zu vermeiden und die Signalintegrität auf Ihrer gesamten Platine sicherzustellen. Es geht um mehr als nur um die Umwandlung zwischen Wechsel- und Gleichstrom. Es gibt jedoch Probleme mit der Stromversorgung und Signalintegrität sowie Probleme mit dem Wärmemanagement, die bei Hochleistungselektronik auftreten.

Das PCB-Design für Netzteile kann mehr als nur ein Netzteil umfassen. Die Systeme, die von Personalcomputern bis hin zu Haushaltsgeräten reichen, benötigen eine Stromversorgung, um Wechselstrom in Gleichstrom mit geringem Rauschgehalt umzuwandeln.

Einige Platinen enthalten Stromversorgungs-Unterschaltkreise. Der Stromversorgungskreis ist die Wiederaufladequelle für Leiterplatten und elektronische Systeme.

Finden Sie einen zuverlässigen Lieferanten von Stromversorgungs-Leiterplatten und wählen Sie Venture. Wir akzeptieren kleine oder große Bestellungen von Stromversorgungs-Leiterplatten.

Wenn Sie weitere Fragen zu Stromversorgungsplatinen haben, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren.

Netzteilplatine: Der ultimative FAQ-Leitfaden

Power-Supply-PCB-The-Ultimate-FAQ-Guide

Lesen Sie diese Anleitung, bevor Sie sich für eine Netzteilplatine entscheiden.

Weil es alle Informationen enthält, die Ihnen bei der Auswahl einer leistungsstarken und zuverlässigen Leistungsplatine helfen.

Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren.

Was ist Netzteilplatine?

Die Stromversorgungsplatine ist eine elektronische Schaltung, die dafür ausgelegt ist, verschiedene Wechsel- und Gleichspannungen für den Betrieb eines Geräts bereitzustellen.

Netzteilplatine

Netzteilplatine

Welche Arten von Netzteil-Leiterplatten gibt es?

Einige der verfügbaren Optionen umfassen:

Wechselrichter-Netzteilplatine

Diese Art der Stromversorgung wandelt eine Eingangsgleichspannung in eine Ausgangswechselspannung um. Es erhöht die Spannung.

Konverter-Netzteilplatine

Diese Art von Stromversorgungsplatine nimmt eine Wechsel- oder Gleichspannung auf und wandelt sie als Ausgang in eine Gleichspannung um.

Es verringert die Spannung oder nimmt sie in eine negative Richtung.

Was ist der Unterschied zwischen einem linearen Modus vs. Schaltnetzteil-PCB-Regler?

A Linearmodus-Netzteil PCB wandelt hauptsächlich einen AC-Eingang in DC von der Primärseite des Transformators um.

Ein Spannungsregler, der Teil der Schaltung ist, liefert unabhängig von der Last eine kontinuierliche Spannung.

Sie werden normalerweise in Systemen mit geringerer Leistung verwendet. Ihre Vorzüge sind ihre Zuverlässigkeit, sie sind strukturell einfach, ihre Kosten sind relativ gering und sie erzeugen wenig Lärm.

Sie sind jedoch sehr ineffizient, wenn es um Anwendungen mit höherer Leistung geht.

Schaltnetzteil-PCB enthält einen Schaltkreis, der einen gleichgerichteten Gleichstrom in einen hochfrequenten Wechselstrom aus der Brückenschaltung umwandelt.

Ein Steuersignal wird verwendet, um den Frequenzpegel festzulegen, der den Transistor aus- oder einschaltet.

Grundsätzlich sind SMPS-PCB-Regler im Vergleich zu Linearmodus-Netzteilen besonders kompliziert.

Schaltbedingtes Rauschen erzeugt eine elektromagnetische Interferenz, die das Routing von Leiterbahnen während des PCB-Layouts beeinträchtigt.

Schaltnetzteile sind sehr effektiv und nutzen kleinere Komponenten besser als lineare Netzteile. Sie werden häufig in digitalen Systemen verwendet.

Was sind die Hauptfunktionen der Netzteilplatine?

Zu den Hauptverwendungen von Stromversorgungs-Leiterplatten gehören:

  • Umwandlung von Wechselspannung in eine pulsierende Gleichspannung durch Halb- oder Vollweggleichrichtung.
  • Verteilen einer geeigneten Gleichspannung an jede Komponente in einem elektronischen Gerät.
  • Hoch- oder Herunterstufen von Spannungen mit dem Transformator auf die gewünschte Netzwechselspannung.
  • Regulieren der Ausgangsstromversorgung proportional zur angelegten Last.
  • Filtern einer pulsierenden Gleichspannung in eine reine und konstante Gleichspannung für den Gerätegebrauch.
  • Bereitstellen einer Form von Spannungsteilung, um die Anforderungen der Ausrüstung zu erfüllen.

Anwendung der Stromversorgungsplatine

Anwendung der Stromversorgungsplatine

Welches sind die wesentlichen zusätzlichen Schaltungsmodule der Stromversorgungsplatine?

  • Gleichrichter Blöcke: Sie werden verwendet, um Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umzuwandeln, indem sie den Strom in einer Richtung im Gerät fließen lassen.
  • Leistungsfaktor Steuerblöcke: Diese Blöcke kompensieren den nacheilenden Strom durch Verwendung von Kondensatoren zur Versorgung und Erzeugen eines voreilenden Stroms. Die Kapazität sollte so nahe wie möglich bei Eins liegen.
  • Eingangsfilter-Schaltungsblöcke: Der Hauptzweck besteht darin, zu verhindern, dass elektromagnetische Störungen, die von der Schaltquelle erzeugt werden, auf die Stromleitung zugreifen und das Gerät beeinträchtigen. Sie verhindern auch, dass auf der Stromleitung gefundene Hochfrequenzspannung durch den Ausgang des Netzteils geht.
  • Steuer- und Rückkopplungsschaltungen: Sie steuern den Ausgang eines Geräts, indem sie dessen Wert als Rückkopplungssignal verwenden. Das Rückkopplungssignal kann dann auf ein anderes Signal bezogen werden, wodurch ein Fehlersignal erzeugt wird. Dieses Signal wird dann von der Steuerung gefiltert, um eine Steuereingabe für das System zu erzeugen.
  • Ausgangsreglerschaltungen: Wird verwendet, um einen konstanten Ausgangsspannungspegel unabhängig von der Strommenge aufrechtzuerhalten, die von der Stromversorgung gezogen wird. Er überwacht den von der Last gezogenen Strom und verringert oder erhöht dann die Spannung entsprechend, wodurch der Spannungspegel konstant gehalten wird.
  • Ausgangsfilter-Schaltungsblöcke: Sie glätten Welligkeiten in einem gleichgerichteten Gleichstrom, um einen gleichmäßigen und direkten Strom zu erzeugen. Ein solcher Strom ist selbst für sehr empfindliche Schaltungen geeignet.
  • Überspannungs- und Überstromschutzblöcke: Leistungsschalter und Sicherungen werden verwendet, um Überspannung zu verhindern, während eine kleine Vergleichsschaltung mit geringer Leistung Unterspannung handhabt.

Auf welche wichtigen Eigenschaften des Leiterplattenmaterials für Stromversorgungen ist zu achten?

Einige der wichtigsten Eigenschaften sind:

Basismaterial sollte von hoher Qualität sein

Die Fähigkeit des Materials, den Elektronenfluss zu leiten, bestimmt maßgeblich die Zuverlässigkeit einer Stromversorgung Leiterplattenmaterial. Diese Kapazität kann erreicht werden, wenn das Material von extremer Qualität ist.

Ein ausgezeichnetes Basismaterial hilft bei der Vermeidung von Problemen wie Delaminierung, die durch offene Kreisläufe und Aufblasen verursacht werden.

Dicke der Lochwand

Die Lochwand ist mit Kupfer plattiert und ihre Dicke wird auf 25 Mikron gehalten. Diese Eigenschaft erhöht die Zuverlässigkeit der Platine, da sie ihre Fähigkeit stärkt, einer Ausdehnung zu widerstehen.

Sollte lötbeständig sein

Die Leiterplatte des Netzteils sollte widerstandsfähig gegen Beschädigungen durch Löten sein. Das Lot sollte auch unter extremen Bedingungen nicht abplatzen.

Durch die Verwendung von Leiterplatten geringer Qualität wird die Kupferplatte sehr korrosiven Substanzen ausgesetzt. Es verursacht auch übermäßige Härte.

Positionstoleranz

Das Leiterplattenmaterial muss eine genau definierte Toleranz von Durchkontaktierungen, Bohrlöchern und anderen mechanischen Merkmalen aufweisen. Die Idee ist, das Board keinem Stresstest auszusetzen.

Dadurch wird sichergestellt, dass sie genau gemäß den definierten Einschränkungen verwendet werden, um ihre Zuverlässigkeit nicht zu verlieren.

Materialien ohne Spurschnitt

Ein hochzuverlässiges Leiterplattenmaterial für Stromversorgungen sollte keine Bruchkanten aufweisen. Da es keine Bruchlinie gibt, wird die Wahrscheinlichkeit einer Unterbrechung des Stromflusses auf Null reduziert.

Welches sind die wichtigsten Überlegungen beim Design von Stromversorgungs-Leiterplatten?

Eine effiziente Stromversorgungsplatine muss so konzipiert sein, dass sie sauberen Strom mit minimalem Rauschen liefert. Einige der Designüberlegungen umfassen:

Lärm

Um die Wahrscheinlichkeit zu minimieren, dass Rauschen EMI für die gesamte Platine erzeugt, sollten möglichst kompakte Gehäuse verwendet werden.

Auch die optimierteste und engste Komponentenplatzierung und kürzere Verlegung tragen zur Reduzierung des Rauschens bei.

Strom

Die Stromversorgungsplatine verarbeitet sehr hohe Stromstärken. Dies bedeutet, dass ein angemessenes Kupfergewicht und Leiterbahnbreiten verwendet werden müssen, um damit umzugehen.

Hitze

Ein Netzteil wird immer heiß. Das Design sollte so sein, dass die Stromversorgungsplatine so viel Wärme wie möglich abführt.

Ebenenstapel

Die Stromversorgungsebene oder Masse sollte zwischen dem Routing und den Komponenten der Stromversorgung und der inneren Schicht mit empfindlichen Signalen liegen.

Dies gilt in mehrschichtiger Leiterplattenkonfiguration.

Die Ebene fungiert als Schutz, der empfindliche Signalspuren vor dem Routing auf der äußeren Schicht und vor verrauschten Leistungskomponenten schützt.

Trace-Routing

Die Platzierung mit direkten Kurzspuren sollte durch Routing ergänzt werden. Spuren für den Strom sollten breit genug sein.

Abgerundete Ecken und 45 Grad sollten anstelle von rechten Winkeln verwendet werden. Die Verwendung von Vias Fügen Sie Induktivitäten als Leistungsspuren hinzu und sie sollten vermieden werden.

Platzierung von Komponenten

Die Komponenten sollten nahe beieinander gehalten werden, um ihre Leitungslänge zu reduzieren, und in der Nähe von Geräten, die die Last erhalten.

Die Teile müssen so platziert werden, dass der Weg der Kraft klein und gerade durch sie hindurch ist.

Netzteil-Leiterplattenbaugruppe

Netzteil-Leiterplattenbaugruppe

Wie legen Sie die Stromschleifen im PCB-Layout der Stromversorgung an, um die Geräuschentwicklung zu reduzieren und die Leistungseffizienz zu verbessern?

Die Betriebsleistung und die Geräuschentwicklung einer Stromversorgungsplatine hängen weitgehend vom Stromfluss ab, der in Schleifen stattfindet.

Die Hauptanforderung besteht darin, verschiedene Stromschleifen getrennt zu halten und sie so kurz wie möglich durch einen Leiter führen zu lassen.

Die Ströme in der Schleife sind hauptsächlich Gleichstrom, enthalten jedoch einige Wechselstromkomponenten, die die geleitete EMI ausmachen.

Indem die Leiterlänge kurz gehalten wird, lässt das Design nur einen kleinen Teil der Wechselstromenergie in die Umgebung emittieren.

Die meisten Stromschleifen im Ausgangsgleichrichter und Leistungsschalter führen pulsierende hohe DC-Spitzenströme mit scharfen Kanten und trapezförmigen Wellenformen.

Das Design sollte diese Schleifen so auslegen, dass sie Spuren von beträchtlicher Breite verwenden und einen sehr kleinen Bereich umschließen.

Da der von der Spur angezeigte Widerstand und die Induktivität umgekehrt proportional zu ihrer Breite variieren, haben leichte Spuren einen erhöhten Widerstand und zeigen eine höhere Induktivität.

Die Leiterbahnbreite, die diese Schleifen erzeugt, bestimmt den Spannungsabfall über den Schleifen.

HF-Strahlung entsteht, wenn pulsierende Gleichströme mit hoher Spitze durch die hohe Induktivität dünner Leiterbahnen fließen.

Außerdem bieten die breiten Leiterbahnen eine bessere Wärmeabfuhr von den Gleichrichtern und Leistungsschaltern.

Beeinflusst die Erdungsführung die Betriebsleistung der Netzteilplatine?

Unsachgemäße Verbindungen der Masseführung können eine Stromversorgungsplatine instabil machen. Hochstromschleifen sind erforderlich, um Masseführungen zu trennen und zu verhindern, dass sie sich gegenseitig beeinflussen.

Erdungen führen sowohl AC- als auch DC-Signale von verschiedenen Punkten des Stromkreises und sollten daher separat betrachtet werden. Damit sollen Verschaltungen vermieden werden.

Allgemein sollte beim PCB-Design der Stromversorgung zwischen Hochstrom-Ausgangserde, Hochstrom-Eingangserde und Low-Level-Steuererde unterschieden werden.

Diese drei Gründe sollten sich in der Nähe des Eingangsrücklaufs treffen.

Wie wirkt sich das Kondensatorlayout der Netzteilplatine auf die Leistung aus?

Die äquivalente Serieninduktivität und der äquivalente Serienwiderstand der Filterkondensatoren tragen zur internen Erwärmung der Kondensatoren bei.

Die Höhe des Welligkeitsstroms wird auch im Ausgang der Stromversorgungsplatine beeinflusst.

Mehrere parallel angeordnete Kondensatoren senken ESR und ESL in der Netzteilplatine.

Da die Stromaufteilung zwischen den Kondensatoren vom Layout der Stromversorgungsplatine zwischen den Komponenten abhängt, müssen Kondensatoren mit ähnlichen Nennwerten verwendet werden.

Sind EMI-Filter für Stromversorgungs-Leiterplatten obligatorisch?

Jedes Mal, wenn die Stromkabel das Gehäuse einer Stromversorgungsplatine verlassen oder in das Gehäuse eintreten, können sie elektromagnetische Störungen ausstrahlen.

Gemäß den Regulierungsbehörden muss die Leiterplatte der Stromversorgung ihre EMI-Pegel unter dem in ihrem Frequenzbereich angegebenen Extremwert halten.

Es ist daher wichtig, die Strahlungspegel durch den Einsatz von EMI-Filtern zu reduzieren. Es ist physikalisch unmöglich, die Strahlung vollständig zu eliminieren.

Das EMI-Design ermöglicht es, das Hochfrequenzrauschen von der zu unterdrücken Pulsweitenmodulation (PWM) Schalten der Stromversorgung PCB verwendet.

Der Lärm wird dann auf den Boden zurückgeführt.

Die Komponenten des Filterkreises müssen fachgerecht ausgelegt werden.

Dies hilft zu verhindern, dass einige Komponenten Energie koppeln, die in die sie verbindenden Leiterbahnen einkoppelt und in die Umgebung entweicht.

Welche EMI-Abschirmtechniken gibt es beim Design von Stromversorgungs-Leiterplatten?

Die Masseebene fungiert normalerweise als erste Schutzlinie gegen EMI-Rauschen in einer Stromversorgungs-PCB.

Dies liegt daran, dass Schaltungen eine schwebende Erdung benötigen, um zu funktionieren.

Die Erdungsebene stellt eine 0-V-Referenzleitung zum Erdungsanschluss der Stromversorgung für den Rückweg der Schaltung bereit. EMI-Abschirmtechniken hängen davon ab, wie effektiv Sie die Masseebene verwenden.

Die EMI-Abschirmtechniken, die eine Masseebene verwenden, umfassen:

Schließen Sie die Entkopplungskondensatoren oder den Bypass an die Masseebene an

Der Rückstrompfad kann reduziert werden, indem entweder Entkopplungskondensatoren oder ein Bypass mit Masse verbunden werden.

Dies verringert die Schleifengröße und folglich die Strahlung erheblich.

Ein Bypass-Kondensator darf niemals zwischen eine unabhängige Erdungsebene und eine Leistungsebene geschaltet werden. Dies kann eine schädliche kapazitive Kopplung verursachen.

Verwendung eines mehrschichtigen Boards

Wenn die Masseebene eingeschränkt ist, bietet eine zusätzliche Schicht mehr Auswahlmöglichkeiten beim Umgang mit Hochgeschwindigkeitsspuren auf der Stromversorgungs-PCB.

Wenn die Differentialpaare Übersprechen erzeugen, können sie zur Rauschunterdrückung in einer inneren Schicht geführt werden.

Verwenden Sie geteilte Grundebenen mit Vorsicht

Das Aufteilen von Masseebenen erfordert sehr triftige Gründe wie das Trennen von digitalen und analogen Massen, um eine Kopplung des Rauschens zu vermeiden. Geteilte Groundplanes verhalten sich wie Schlitzantennen und strahlen daher.

Verbinden geteilter Grundebenen nur an einem einzelnen Punkt

Mit einer Zunahme an gemeinsamen Masseverbindungen werden mehr Schleifen erzeugt.

Dies führt zu einer Zunahme der von der Stromversorgungsplatine abgestrahlten EMI.

Was sind die Herausforderungen beim bleifreien Löten von Stromversorgungs-Leiterplatten mit großen Komponenten?

Bauteile mit großer Masse und großem Volumen stellen ein Vorwärmproblem dar. Sie brauchen länger zum Aufheizen, da sie eine große Masse haben.

Andere benachbarte Komponenten werden so lange entwärmt, bis sich die großen Komponenten ausreichend aufgeheizt haben.

Der erzeugte Schatteneffekt führt zu unsachgemäßem Löten, da sich die kleinen Komponenten nicht ausreichend erwärmen können.

Schwere Kupferbahnen benötigen aufgrund ihrer hohen Masse vor dem Löten mehr Wärme, um die optimale Temperatur zu erreichen.

Wenn die erforderliche Vorwärmtemperatur nicht erreicht wird, schmilzt das Lot auf ihren Pads nicht richtig und die Komponenten haften nicht daran.

Warum wird empfohlen, die Komponenten der Stromversorgungsplatine während der Montage näher beieinander zu platzieren?

Die Teile werden in unmittelbarer Nähe gehalten, um die Länge ihrer Spur zu reduzieren, und auch in der Nähe der Geräte, die die Last erhalten.

Dadurch wird sichergestellt, dass der Weg der Kraft direkt durch sie hindurchgeht und kurz ist.

Der Eingangskondensator wird neben dem IC platziert, die sich beide auf derselben Schicht befinden. Der Induktor sollte sich auch auf der gleichen Schicht wie der IC und in der Nähe davon befinden.

Der Ausgangskondensator muss unmittelbar neben dem Induktor positioniert werden, um sein Routing zu reduzieren.

Nach dem Platzieren von Komponenten der Hauptplatine werden die Restteile der Netzteilplatine so nah wie möglich platziert.

Wie beeinflusst eine schwere Kupferschiene den Montageprozess von Stromversorgungs-Leiterplatten?

Aufgrund ihrer großen Masse benötigt die Kupferbahn zusätzliche Wärme, um vor dem Löten die gewünschten Temperaturen zu erreichen.

Das Lot auf den Pads der schweren Kupferbahnen schmilzt nicht richtig, wenn die Bahnen nicht die optimalen Vorheiztemperaturen erreichen.

Das bedeutet, dass die Bauteile nicht am Lot haften bleiben.

Wärmeprofile müssen für solche Baugruppen angepasst werden, die eine Reflow-Maschine durchlaufen, damit sie sich ausreichend erwärmen, bevor sie die Lötzone erreichen.

Dies kann die Befestigung von Thermoelementen an bestimmten Punkten auf der Stromversorgungsplatine erfordern, insbesondere an schweren Kupferbahnen und größeren Komponenten.

Dies hilft bei der Beurteilung der Art der Temperaturänderung, die sie während ihres Weges durch die Reflow-Maschine erfahren haben.

Kupferspur der Stromversorgungsplatine

Kupferspur der Stromversorgungsplatine

Welche Rolle spielt die PWM-Schaltung in der Netzteilplatine?

Pulsweitenmodulation wird verwendet, um die Frequenz zu steuern, mit der der Transistor in einem Schaltregler schaltet.

Dies bildet einen Teil der Regelrückkopplungsschleife.

Ein weiterer Zweck der Pulsweitenmodulation (PWM) besteht darin, das Tastverhältnis für eine Rechteckwelle anzupassen. Diese modulierte Reihe von Impulsen steuert die Schaltrate.

Dieser kann wahlweise die Ausgangsspannung des Netzteils herabsetzen (Buck-Modus) oder hochsetzen (Boost-Modus).

Welche Wärmemanagementoptionen gibt es für Netzteil-Leiterplatten?

Sie sollten eine der folgenden Optionen in Betracht ziehen:

Identifizieren von Hochstromspuren und thermischen Hotspots

Thermische Effekte müssen untersucht werden, um eine thermisch stabile Stromversorgungs-Leiterplatte herzustellen. Thermische Simulation oder thermisches Modellieren wird verwendet, um Hotspots zu finden.

Die Stromflussanalyse muss zusammen mit der thermischen Simulation durchgeführt werden, da die Wärmeerzeugung durch Hochstromspuren verursacht wird.

Die richtige geometrische Anordnung von Hochstrombahnen und -komponenten ermöglicht eine gleichmäßige Wärmeverteilung.

Hochstrombahnen müssen von thermisch ansprechenden Komponenten wie Operationsverstärkern und Sensoren weggeführt werden.

Pad-Design

Die Pad-Dicke ist wichtig für das Wärmemanagement in einer Stromversorgungs-Leiterplatte. Die Wärme wird direkt an die Kupferschicht abgegeben.

Das obere Kupferpad muss eine ausreichende Fläche und Dicke aufweisen, um eine ausreichende Wärmeverteilung zu gewährleisten.

Kühlkörper werden normalerweise auf der Unterseite der Kupferpads montiert, wenn das Design der Stromversorgungsplatine dies erfordert.

Das untere Kupferpad muss ausreichend bedeckt sein, um eine maximale Wärmeübertragung zum Kühlkörper zu ermöglichen.

Kupferdicke und Leiterbahnbreite

Die Breite und Dicke von Leiterbahnen oder Kupferpads spielen eine entscheidende Rolle beim Wärmemanagement des PCB-Designs.

Die Dicke der Kupferspur muss ausreichend sein, um dem durch sie fließenden Strom einen niederohmigen Weg zu bieten.

Der Widerstand der Durchkontaktierungen und Kupferspuren ist für die Wärmeerzeugung und den erheblichen Leistungsverlust verantwortlich. Dies geschieht insbesondere dann, wenn sie eine hohe Stromdichte haben.

Es wird eine ausreichende Dicke und Leiterbahnbreite empfohlen, um die Wärmeentwicklung zu verringern.

Platzierung von Hochleistungskomponenten

Hochleistungskomponenten wie Prozessoren und Mikrocontroller müssen für eine bessere Wärmeableitung in der Mitte der Stromversorgungsplatine angeordnet werden.

Wenn ein solches Bauteil in der Nähe des Randes einer Leiterplatte platziert wird, wird Wärme am Rand angesammelt und die Temperatur der Leiterplatte erhöht.

Wenn das Bauteil in der Mitte der Leiterplatte platziert wird, verteilt sich die Wärme in alle Richtungen über die Oberfläche.

Hochleistungskomponenten sollten auch entfernt von empfindlichen Geräten platziert werden und ein angemessener Abstand zwischen zwei Hochleistungsgeräten eingehalten werden.

Hochleistungskomponenten sollten gleichmäßig auf der Stromversorgungsplatine platziert werden.

PCB Thermal Vias Design

Thermal Vias sind wärmeleitende Kupferfässer, die zwischen der Unterseite und der Oberseite der Leiterplatte verlaufen.

Die Vias sind effiziente Wärmeleiter, die die Wärme von kritischen elektronischen Komponenten abführen.

Die Durchkontaktierungen werden normalerweise verwendet, um eine schnelle Wärmeableitung weg von jedem oberflächenmontierten Bauteil (SMD) zu ermöglichen.

Designer können thermische Durchkontaktierungen auch für die vertikale Wärmeübertragung zwischen leitenden Schichten verwenden.

Kühlkörper

Hierbei handelt es sich um eine Kühlmethode, bei der die Verlustwärme von Leiterplattenkomponenten der Stromversorgung in ein Medium übertragen wird. Die Kühlkörper wenden das Prinzip der Leitung an.

Der Wärmefluss erfolgt auch von Bereichen mit hoher Temperatur zu Bereichen mit niedriger Temperatur. Die Menge der Strömungswärme ist direkt proportional zur Temperaturdifferenz.

Designer können basierend auf verschiedenen Faktoren einen geeigneten Kühlkörper auswählen.

Dazu gehören die verwendete thermische Schnittstelle, der Abstand zwischen den Rippen, die Anzahl der Rippen, die Montagetechnik oder der Wärmewiderstand des verwendeten Materials.

Lüfter

Der Lüfter nutzt die konvektive Wärmeübertragungsmethode, die Designern eine effiziente Möglichkeit der Wärmeableitung von den Komponenten bietet.

Die Effizienz des Lüfters hängt von der Kompatibilität der Platzierung und seiner Fähigkeit ab, ein genaues Luftvolumen von der Platine zu drücken.

Konstrukteure berücksichtigen bei der Auswahl des Lüfters Dinge wie Größe, Lärm, Leistungsbedarf, Reibung, Kosten und Lärm.

Der Hauptzweck des Lüfters besteht darin, ein Luftvolumen zu drücken, was bedeutet, dass die Kapazität der größere Faktor bei der Auswahl eines Lüfters ist.

Lötkonzentration

Die Dicke der Lötstellen am Gerät sollte der Umgebung entsprechen und gleichmäßig sein, um die Ansammlung von Wärme auf den Komponentenanschlüssen zu reduzieren.

Beim Löten in der Nähe von Vias ist besondere Vorsicht geboten.

Es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass das Lot das Loch überfüllt und zu Unebenheiten auf der Unterseite führt.

Dadurch verringert sich die Kontaktfläche des Kühlkörpers.

Integrierte Kühlmethoden

Diese Kühlmethoden werden verwendet, um im Vergleich zu herkömmlichen Lüfteranordnungen und Kühlkörpern einen höheren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten zu erreichen.

Ein Kühlmittel wird durch bestimmte Durchkontaktierungen direkt auf die Unterseite der Stromversorgungsplatine oder etwaiger Heizkomponenten geblasen.

Die Anzahl der verwendeten Vias ist abhängig von den thermischen Kriterien der montierten Komponenten.

Was ist der Unterschied zwischen isolierter und nicht isolierter Schaltnetzteil-Leiterplatte?

Eine isolierte Schaltnetzteil-Leiterplatte trennt den Ausgang vom Eingang, indem sie den Stromkreis physisch und elektrisch in zwei Einheiten trennt.

Dies geschieht, um einen direkten Stromfluss zwischen Ausgang und Eingang zu verhindern, und wird durch die Verwendung eines Transformators erreicht.

Eine nicht isolierte Schaltnetzteil-Leiterplatte hat einen Einzelkreis, in dem der Strom zwischen Ausgang und Eingang fließen kann.

Ausgang und Eingang teilen sich eine gemeinsame Masse.

Welches sind die verschiedenen Arten von nicht isolierten SMPS-Leiterplatten?

Einige der häufigsten Optionen sind:

Abwärtswandler (Step-Down)

Der Abwärts- oder Abwärtswandler wandelt einen Hochspannungseingang in einen stabilisierten Niederspannungsausgang um.

Da er nicht isoliert ist, ist er vorzugsweise dazu geeignet, Spannungen herunterzuwandeln, die als DC-DC-Wandler arbeiten.

Abwärtswandler-Netzteil-Leiterplattenbaugruppe

Abwärtswandler-Netzteil-Leiterplattenbaugruppe

Aufwärts-/Aufwärtswandler

Der Aufwärts- oder Aufwärtswandler wandelt einen Niederspannungseingang in einen stabilisierten höheren Spannungseingang um.

Dieser Wandler ist ideal für die Leistungsfaktorkorrektur, da der kontinuierliche Induktorstrom der Boost-Eingangsstrom ist.

Buck-Boost-Wandler (Stepdown/Step-Up)

Dies ist eine Mischung aus Aufwärts- und Abwärtswandler, die eine negative Ausgangsspannung erzeugt.

Diese kann je nach Tastverhältnis kleiner oder größer als die Eingangsspannung sein.

Sowohl Ausgangs- als auch Eingangsströme pulsieren, daher sind niedrige Welligkeitspegel sehr schwer zu erreichen.

Was sind die Probleme bei der Anwendung einer falschen Toleranz für die Leiterbahnbreite der Stromversorgungsplatine?

LEISTUNG

Die Verwendung einer Stromversorgungs-Leiterplatte mit falscher Leiterbahnbreite hat einen großen Einfluss auf die elektrische Leistung der Leiterplatten.

Die Dicke von Leiterbahnen mit kontrollierter Impedanz muss für nahe gelegene Strom- oder Masseebenen und Platinenmaterial im Schichtaufbau berechnet werden.

Die Breite der Leiterbahnen wirkt sich auch nachteilig auf die Leistung der Signalintegrität der Stromversorgungsplatine aus.

Angenommen, die Leiterbahnen sind zu dünn, um im Prozess der Platinenherstellung beeinträchtigt zu werden, dann wird die gesamte Platinenintegrität beeinträchtigt.

Wenn die Bahnen zu dünn sind, neigen die hohen Strombelastungen anschließend dazu, sich zu erhitzen und durchzubrennen.

Die Leiterbahnbreite für Hochstrom wird für die Dicke und Breite zusammen mit der von der Leiterbahn geführten Strommenge berechnet.

Versammlung

Zu große Leiterbahnbreiten beeinträchtigen das mühelose Löten der Leiterplatte bei der Bestückung.

Ausgedehnte Leiterbahnen, die für Erdungs- und Stromversorgungszwecke verwendet werden, wirken als Wärmesenken, was zu einer ungleichmäßigen Erwärmung und damit zu schlechten Lötstellen führt.

Dies kann auch dazu führen, dass kleinere passive Oberflächenmontagebestandteile während des Aufschmelzens des Lötmittels aufsteigen. Ein solcher Zustand wird als „Grabsteinbildung“ bezeichnet.

Herstellung

Die konsequente Verwendung sehr kleiner Leiterbahnbreiten kann zu kostspieligen Herstellungsherausforderungen führen.

Wenn das Spurenmetall weggeschnitzt wird, kann mehr davon weggeschnitzt als projiziert werden.

Je kleiner die Spur, desto anfälliger ist sie für übermäßigen Metallabtrag.

Dieses Verfahren muss beim Einbringen kleiner Leiterbahnbreiten vom Hersteller sorgfältig geregelt werden.

Ätzkomplikationen können sich auch auf isolierte lange Spuren auswirken, die schneller geätzt werden als die gruppierten Spuren.

Geringe Leiterbahnbreiten hängen vom Kupfergewicht ab, das zum Aufbau der Leiterplattenschicht verwendet wird.

Wie können Sie Überstrom und Überspannung bei der Leiterplattenmontage von Netzteilen verhindern?

Netzteil-Leiterplattenbaugruppe

Netzteil-Leiterplattenbaugruppe

Überstrom

Überstrom in einer Stromversorgungsplatine kann eine Reihe von Fehlern auslösen, einen Brand auslösen und den Benutzer gefährden.

Die beste Vorbeugung ist eine Sicherung oder ein Schmelzlot.

Wenn der Stromfluss die Stromschwelle der Sicherung überschreitet, wird der spezielle Sicherungsdraht überhitzt, schmilzt und öffnet sich.

Dadurch wird der Strom zur Netzteilplatine auf Null reduziert.

Sobald die Sicherung durchbrennt, wird der Stromfluss vollständig unterbrochen und kann nur durch Austausch der Sicherung wiederhergestellt werden.

Alternativ zur Sicherung kann auch ein komplexerer Leistungsschalter verwendet werden. Dieser muss nach der Aktivierung nicht ausgetauscht werden.

Einige Leistungsschalter werden magnetisch und andere thermisch aktiviert.

In jedem Fall ist der Leistungsschalter ein stromauslösendes Gerät, genau wie eine Sicherung.

Unterspannung

Die Unterspannungssperre (UVLO) stellt sicher, dass die Netzteilplatine nicht versucht zu arbeiten, wenn ihre Eingangsspannung zu niedrig ist. Dies geschieht hauptsächlich aus zwei Gründen.

Erstens kann die Schaltung innerhalb des Wandlers oder der Versorgung fehlerhaft funktionieren oder auf unbestimmte Weise reagieren, wenn die Gleichspannung zu niedrig ist.

Dies kann zur Beschädigung einiger Hochleistungskomponenten führen.

Zweitens verhindert es, dass der Umrichter oder die Versorgung aus der Primärleistung zieht, wenn er keine gültige Ausgangsleistung erzeugen kann.

Um eine Unterspannungssperre zu implementieren, vergleicht eine kleine Vergleichsschaltung mit geringem Stromverbrauch innerhalb der Netzteil-PCB die Eingangsspannung mit einem festgelegten Schwellenwert.

Dann versetzt es die Einheit in den Ruhezustand, bis die Schwelle überschritten wird.

Um sicherzustellen, dass die Unterspannungssperre nicht um den Schwellenwert herum flattert, wird eine geringfügige Hysterese hinzugefügt.

Welches sind die regulatorischen Standards für Netzteil-Leiterplatten?

Die assoziierte Internationale Organisation für Normung (ISO) und die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) sind die Hauptbehörden, die für die elektrischen Regulierungsstandards verantwortlich sind.

Einige der regulatorischen Standards umfassen:

IEC 62368 (Audio/Video, IKT-Ausrüstung)

Diese Norm zielt darauf ab, Konstrukteuren durch die Implementierung von Hazard Based Safety Engineering (HBSE) mehr Flexibilität bei der Bewertung und dem Produktdesign zu geben.

Die HBSE-Prinzipien identifizieren potenzielle Gefahren wie Energiequellen, die anderen Verletzungen und Schmerzen zufügen, und finden Wege, solche Energieübertragungen zu verhindern.

IEC 60065 (Sicherheit von Video-, Audio- und ähnlichen elektronischen Geräten)

Dies dient dem Schutz vor elektrischem Schlag, Feuer und Verletzungen in Bezug auf Video-, Audio- und ähnliche Geräte.

Schutzmaßnahmen für die Stromversorgung in Bezug auf Feuer und Stromschlag erfordern Vorkehrungen in Bezug auf Isolierung, Spannungs- oder Strombegrenzung und Isolierung.

IEC 60602-1 (Sicherheit medizinischer Geräte)

Es deckt die wesentlichen Leistungsmerkmale und die grundlegende Sicherheit ab, die für medizinische elektrische Geräte gelten. Dazu gehören Überwachungs-, chirurgische und Krankenhausgeräte.

Die Verordnung konzentriert sich mehr auf erhöhte Schutzniveaus für Kriechstrom, Isolation und Isolierung, Luftstrecke und Ableitstrom.

IEC 60601-2 (EMV-Normen)

Dieser Regulierungsstandard wurde eingeführt, um ein allgemeines Anliegen zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) auszuräumen.

IEC 61010-1 (Sicherheit von Steuerungs-, Mess- und Laborgeräten)

Die Norm konzentriert sich auf Steuerungs-, Mess- und Laborsysteme wie Oszilloskope und Messgeräte.

Sie erstrecken sich auch auf Röntgengeräte. Der Schwerpunkt liegt auf dem Schutz vor Stromschlägen, mechanischen oder Verbrennungsverletzungen und Feuer.

Bei Venture Electronics entwerfen und fertigen wir eine Reihe von Stromversorgungs-Leiterplatten.

Kontaktieren Sie uns für alle Ihre Stromversorgungs-PCB-Anforderungen.

Nach oben scrollen