Leiterplattendesign des Kupferbereichs einer (linearen) Stromversorgung

Sie haben eine große Fläche unter Ihren Kondensatoren, die sicherlich Welligkeitsströme haben wird, also müssen Sie entscheiden, wo in dieser Kupfermasse Ihr Sternpunkt sein soll. Es spielt keine allzu große Rolle, wo Sie sich dafür entscheiden. Es kann aber an jeder Kante dieses Kupfers sein. eindeutig kann es nicht innerhalb des Kupferblocks sein.

Wenn Sie sich einmal entschieden haben, bleiben Sie dabei. Es werden keine Welligkeitsströme von diesem Sternpunkt fließen, es sei denn, Sie brechen diese Einzelverbindungsregel. Welcher Welligkeitsstrom auch immer im großen Kupferbereich zirkuliert, wird nicht auf (oder von) der Sternpunktverbindung zirkulieren, es sei denn, Sie brechen die Regeln.

Ist es eine gute Idee, den Sternpunkt auf die Platine des Hauptnetzteils zu legen? Oder ist es besser, alles einschließlich des Hauptnetzteils irgendwo extern mit dicken Drähten anzuschließen? Wird dies eine bessere Immunität gegen Ripple-Ströme haben?

Die Verwendung der Hauptplatine (wie Ihr 2. Bild zu zeigen beginnt) sollte kein Problem sein. Halten Sie sich an die Star-Point-Regeln (nur zur Erinnerung). Sie können Drähte verwenden oder Sie können Leiterbahnen verwenden. Halten Sie sich an die Regel (da habe ich es noch einmal gesagt).

Ich habe relativ große Flächen als Stromleitungen und Hochstromleitungen (gelbe Flächen, Rückseitenkupfer) anstelle von dicken Leiterbahnen wegen hoher Ströme verwendet. Gute Idee? Wird es Probleme mit der Kapazität geben? Sollte ich anständigere/dünnere Stromleitungen verwenden?

Ich habe keine Ahnung, was Sie in (3) sagen oder fragen.

Ich habe eine große Grundfläche auf dem vorderen Kupfer (roter Bereich). Der Bereich zwischen den großen Reservoirkappen weist hohe Brummströme auf. Wirkt sich das negativ auf meinen Sternpunkt aus oder ist er weit genug? Ist es besser, einfach eine dicke Spur vom Reservoirboden zum Sternpunkt zu ziehen (ohne große Bodenfläche)?

Stellen Sie sich anstelle von Kupfer Widerstände vor. Der Wert dieses Widerstands wird durch die Querschnittsfläche des Kupfers bestimmt. Es wird etwas komplizierter, wenn Sie Effekte von Wechselstrom hinzufügen, da Kupfer auch eine Induktivität hat, aber Sie verstehen die Idee. Dies wird als parasitärer Widerstand und Induktivität bezeichnet.

Es kann modelliert werden, ohne einen Schaltplan Ihres Designs zu betrachten, es ist unmöglich zu sagen, welcher Weg besser wäre. Im Allgemeinen möchten Sie so wenig Widerstand wie möglich, wenn der Strom zur Quelle zurückkehrt, oder Sie bekommen ein Problem mit einer Gleichtaktspannung wie der unten gezeigten

Quelle: Elektromagnetische Kompatibilitätstechnik Henery W Ott

Da zwei Ströme durch einen Stift oder eine Erdungsebene zurückfließen (normalerweise haben Stifte einen geringeren Widerstand), wird eine Spannung erzeugt und die Masse Ihres gesamten Designs berührt. Der beste Weg, dies zu bekämpfen, besteht darin, sicherzustellen, dass Sie über eine ausreichende Erdung verfügen, den Widerstand und den Strom berechnen und sicherstellen, dass die Gleichtaktspannung akzeptabel ist.

Ist es eine gute Idee, den Sternpunkt auf die Platine des Hauptnetzteils zu legen? Oder ist es besser, alles einschließlich des Hauptnetzteils irgendwo extern mit dicken Drähten anzuschließen? Wird dies eine bessere Immunität gegen Ripple-Ströme haben?

Es hängt wirklich von Ihrem Design ab, manchmal ist es besser und manchmal nicht. Ich hatte einen empfindlichen analogen Abschnitt, der Probleme mit einer Sternmasse und einem Spannungsstoß im uV-Bereich hatte, da 1 Ampere Ströme durch die Sternmasse zurückkehrten. In diesem Fall musste ich den analogen Abschnitt an seine eigene Versorgung (das Netzteil) anschließen Wir hatten keine ausreichende Masse auf der Platine, obwohl sie einen dicken Anschluss hatte und der Widerstand im Milliohmbereich lag). Im Allgemeinen ist eine Sternerdung besser, da sie Gleichtaktprobleme weiter vermeidet.

Sie schützen nichts wirklich vor den Welligkeitsströmen der Kappen. Wenn Sie sie weiter von Ihrer Erde entfernen, müssen diese Ströme zur Quelle (die wahrscheinlich das Netzteil ist) zurückfließen, und sie nehmen den Weg der geringsten Impedanz (Widerstand +Induktivität) dazu. Wenn Sie wirklich Wechselstrom isolieren müssen, verwenden Sie Induktivität, Induktivität blockiert Wechselstrom.

Ich habe relativ große Flächen als Stromleitungen und Hochstromleitungen (gelbe Flächen, Rückseitenkupfer) anstelle von dicken Leiterbahnen wegen hoher Ströme verwendet. Gute Idee? Wird es Probleme mit der Kapazität geben? Sollte ich anständigere/dünnere Stromleitungen verwenden?

Große Flächen und große Leiterbahnen verringern die Induktivität und den Widerstand und verbessern im Allgemeinen die Leistung, da die PCB-Version Ihres Designs Ihrem Schaltplan näher kommt. (dh wenn Sie einen Draht zwischen zwei Punkten auf einem Schaltplan ziehen, hat er keinen Widerstand oder keine Induktivität, wenn Sie ihn auf die Leiterplatte zeichnen, hat er ihn. Gute Ingenieure verwenden bei Bedarf Taschenrechner, um herauszufinden, ob dies ihr Design beeinflusst, indem sie den Widerstand berechnen und Induktivität jeder Leiterbahn, jedes Drahtes und jedes Stiftes und die Ermittlung der Auswirkungen auf deren Design).

Ein weiterer Vorteil der Herstellung großer Spuren / Ebenen ist eine geringe Kapazität zwischen den Ebenen (normalerweise im pF-Bereich, manchmal nF und kann auch berechnet werden). Üblicherweise bedeuten pF und nF Filter im Bereich von +100 MHz.

Ein weiteres Problem des zunehmenden Widerstands ist der Leistungsverlust und die Erwärmung. Wenn die Leiterbahnen nicht dick genug sind, können Sie sie durchbrennen oder unnötige Hitze in Bereichen auf Ihrer Leiterplatte verursachen.

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