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电源域隔离是电压监控ADC系统的一个重要设计要点,不合理的电源域隔离可能导致芯片关不掉,芯片发生闩锁,甚至芯片损坏的后果。这些问题主要是由于芯片内部ESD保护二极管的限制,以及芯片上电时序的限制,充分考虑这两点并且结合一些有效的隔离方法,可以较方便的设计出合理的电源域隔离方案。
今天就和大家讲讲PCB线路板沉金和镀金的区别,沉金板与镀金板是PCB电路板经常使用的工艺,许多客户都无法正确区分两者的不同,甚至有一些客户认为两者不存在差别,这是非常错误的观点,必须及时更正。
那么这两种“金板”究竟对电路板会造成何等的影响呢?下面就具体为大家讲解下,彻底帮大家把概念搞清楚。
在现今越来越高超的技术能力下,IC脚也越来越多越密集,而喷锡工艺很难将细脚焊盘吹平整,这就给焊接SMT贴片带来了难度,另外喷锡板的待用寿命也短一些,而PCB做成镀金板就正好解决这些问题,对于一些超小的如0603及0402的表面贴板,起得质量上的决定性作用,所以整板镀金在高精密和超小型的贴片工艺中是比较常见的。在试样阶段,受元器件采购周期的影响,一般做好PCB板后还要等一段时间,而试样的成本较喷锡相差不大,所以大家选用镀金。
这是之前做的一个课件,所有图都是用SCH画的,如果画得不好请见谅,能看懂意思就行。可能一些网友会觉得,怎么来来回回总在讲伏秒衡?
因为它重要,而且它可以验证很多磁性元件的错误用法。
<strong>基本法则</strong>
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-05/博客/100042898-68701-z1.jpg" alt=“” width="600"></center>
<strong><font color="#FF0000">作者:Gustavo.Castro</font> </strong>
需要测量阻抗(电路中电压和电流之间的关系)的应用需求持续增加,因此,ADI开发了多款阻抗测量IC,如AD5933和ADuCM350,这些产品获得了广泛的市场认可。然而,这些器件并不能满足所有应用的需求,设计人员仍然面临着使用标准组件设计这种测量能力的挑战。其中一些人面对这些选择和挑战可能会有点无所适从。
通过我们之前对电容特性的分析,及电容安装后的电容特性参数的改变后的电容特性的分析。
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-05/博客/100042813-68448-r1.jpg" alt=“电路板走线” width="600"></center><center><i>电路板走线</i></center>
馈电路在各种电子电路中都获得普遍的应用,反馈是将放大器输出信号(电压或电流)的一部分或全部,回授到放大器输入端与输入信号进行比较(相加或相减),并用比较所得的有效输入信号去控制输出,这就是放大器的反馈过程。凡是回授到放大器输入端的反馈信号起加强输入原输入信号的,使输入信号增加的称正反馈,反之则反。
按其电路结构又分为:电流反馈电路和电压反馈电路。正反馈电路多应用在电子振荡电路上,而负反馈电路则多应用在各种高低频放大电路上.因应用较广,所以我们在这里就负反馈电路加以论述。负反馈对放大器性能有四种影响:
1、负反馈能提高放大器增益的稳定性。
2、负反馈能使放大器的通频带展宽。
3、负反馈能减少放大器的失真。
4、负反馈能提高放大器的信噪比。
5、负反馈对放大器的输出输入电阻有影响。
对于已经知道了电容的具体特性和适用范围,以及去耦原理,那么就知道了去耦的具体方法了吗?不是的,下面我们将讲解一下,具体安装到电路板上之后的去耦原理以及具体如何防止电容的准则!
<strong>实际贴片上的电容的特性</strong>
上一节我们已经讲到电容的具体特性,但是等我们装配到电路板上之后电容的特性会保持和他之前的具体参数一致吗?
答案是否定的!
当电容具体安装到电路板上之后,还会引出额外的寄生参数,从而引起具体的谐振频率的偏移。充分理解电容的自谐振频率与安装谐振频率非常重要。在计算具体参数时,我们需要参考的数据时电容的安装自谐振频率。
电容在电路板上的安装通常包含一段从焊盘引脚拉出的一段引出线,两个或者更多的过孔,这些过孔,引出线会对电容残生哪些具体的影响呢?
<strong>采用电容退藕是去掉电源噪声的主要办法</strong>
采用电容退藕的方式对提高瞬态电流响应及降低电源分配系统的阻抗都非常有效。
对于电容退藕,有些资料是从电荷存贮的角度去解释,而另外一些则是根据电源分配系统阻抗的角度去解释。这两种解释本质是一样的,只是看问题的角度不同而已。
<strong>电容去耦的两种解释如下:</strong>
1、从储能角度来解释
平常设计电源的过程中,我们经常会在DCDC芯片规格书中遇到电源的整流方式,有的是异步整流有的是同步整流。这两种整流方式有什么不同呢,各自又有什么优缺点呢,今天就让我们了解一下吧!
<strong>先说什么是异步整流,什么是同步整流!</strong>
在DCDC降压电路中存在同步整流和异步整流两种工作方式,这两种方式的工作原理图如下。
<strong>一、概述:</strong>
静电释放(ESD)是我们每一个产品设计工程师需要考虑的一个相当重要的问题。大多数电子设备都 处于一个充满ESD的环境之中,ESD可能来自人体、家具甚至设备本身(内部)。电子设备完全遭受ESD损毁比较少见,然而ESD干扰却很常见,它会导致设备锁死、复位、数据丢失和不可靠。其结果可能是:在寒冷干燥的冬季里,电子设备经常出现故障现象,但是维修时又显示正常。
<strong>从结构上来防ESD</strong>
结构上最主要的是避免出现缝隙,如果实在没办法尽量减少缝隙,一旦有缝隙就有可能击穿空气放电.外壳最好使用一种材料,上下盖之间要有重叠,如果生产上允许尽量使用密封胶。
当产品结构上出现缝隙时, 将敏感信号的线束、 器件远离缝隙。
<strong>从原理图上来防ESD</strong>
原理图上防ESD 主要是从传导的角度来防ESD, 其主要的方法有“疏” 和“堵”.
所谓的“疏”就是尽快让静电产生的瞬态干扰通过旁路到地。主要的器件有电容,TVS管,压敏电阻。所谓的“堵”就是通过电阻堵住干扰,当然电阻太小可能没有作用,电阻太大可能会影响信号质量,所以“堵”只能起到辅助作用,锦上添花。
减小电容的ESR及ESL,可以有效的减小电源上的纹波及噪音,此外电源模块的小型化也是趋势,所以片式多层陶瓷电容MLCC(Multi Layer Ceramic Capacitor)越来越多地被用于输出电容。
但是,使用MLCC电容会产生一个新的问题,它的结构会导致啸叫。
开关稳压器IC使用的开关频率从数十kHz到数百万Hz,最近有些甚至似乎以高频率工作。设计时须以几项条件为基本来选择频率。
第一点是重视效率或重视尺寸的问题。如果将开关频率调高,则外置的电感和电容器将使用较小的,尺寸必然会变小。因此,包含安装面积和高度在内的外形尺寸也会变小,有助于节省空间。不过,开关损耗会通过高速开关増加,故效率会降低几个百分比。尤其对小型便携设备,2个项目就算不想权衡也必须取得平衡使其优化。
<strong><font color="#FF0000">作者:德州仪器Kaitlyn Mazzarella</font> </strong>
RS-485收发器设计旨在应对恶劣的工作环境。除了能够适应嘈杂的工厂环境外,RS-485收发器还可以在户外环境中稳定运行,抵御雷击等导致的电压浪涌对通信的干扰。
那么,您如何确信您的RS-485收发器能够应对高电压浪涌事件?
为帮助工程师确定系统的浪涌保护等级,国际电工委员会设立了IEC 61000-4-5浪涌标准。IEC 61000-4-5标准对户外通信应用至关重要,如远端射频单元、空调单元和互联网协议(IP)监控摄像头。
DC/DC转换器除了理所当然向电路供给电源外,确保电路安全也很重要。近年,DC/DC转换器用的IC几乎都搭载了被认为必备的保护功能。有些保护功能可以由用户调整阈值等支持各种条件。此外,电源电路要支持使用CPU或FPGA等的复合电源的装置对电源接入的顺序和时序需求。为此,具备可编程功能的电源IC。虽然外置电路也可以实现IC所搭载的保护功能或可编程功能,但其设计比电源IC要复杂得多,且需要增加许多零件,并不可行。在这里,介绍代表性保护功能和可编程功能的概述。
<strong>保护功能:热关断</strong>
热关断是IC的结温达最大额定,就是Tj max的前后时关断电路工作的构造。工作的结温因IC而异,大多被设定在Tj max的前后。关断后的工作模式有自动恢复型和闭锁型2种。
<strong>等效驱动电路:</strong>
<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-04/博客/100042388-67029-1.png" alt=“” ></center>
L为PCB走线电感,根据他人经验其值为直走线1nH/mm,考虑其他走线因素,取L=Length+10(nH),其中Length单位取mm。
Rg为栅极驱动电阻,设驱动信号为12V峰值的方波。
根据不同的设备状况,本文只适用部分PCB厂商 ,打板请与板厂沟通工艺
<strong>一.焊盘重叠</strong>
焊盘(除表面贴装焊盘外)的重叠,也就是孔的重叠放置,在钻孔时会因为在一处多钻孔导致断钻头、导线损伤。
<strong>二.图形层的滥用</strong>
违反常规设计,如元件面设计在bottom层,焊接面设计在TOP,造成文件编辑时正反面错误导致产品报废。
PCB板内若有需铣的槽,要用keep out层 或board layer层画出,不应用其它层面或用焊盘填充,避免误铣或漏铣
双面板如有不需金属化的孔,应另外说明。
<strong>三.异型孔</strong>
最初已经说明开关稳压器的反馈(feedback)控制方式有电压模式、电流模式、迟滞控制等3种。开关稳压器也与线性稳压器同样通过反馈电路进行稳定化。在这里,加以详细说明。由于各有优点和缺点,因此该选择何种方式必须考虑平衡点。
<strong>电压模式</strong>
电压模式控制是最基本的方式。透过反馈环路只反馈输出电压。通过以误差放大器和基准电压做比较后所差距的电压再进一步与三角波做比较,决定PWM讯号的脉冲宽度来控制输出电压。此方式的优点在于纯电压的反馈环路可进行较简单的控制、可缩短ON时间、抗噪好。其缺点是,相位补偿电路复杂可能使设计变麻烦。
<strong>为什么要在意电源系统的信号完整性?</strong>
随着人工智能、物联网、VR/AR等技术的发展,相应的硬件技术也在日新月异。芯片的集成度也越来越高,内部的晶体管数量也越来越多。但是芯片的外片管脚是有限的,只能依靠内外部有限的供电管脚为内部数以亿计的晶体管供电。对于内部各个晶体管的操作通常由内核时钟及片内外设时钟来同步的,由于内部延时的原因,更晶体管的转换状态是不可能一致的。这就会导致电源噪声在系统内部相互传递。
除了影响芯片内部的正常工作状态,他还会对晶振、PLL、DLL的抖动特性及AD/DA转换电路的精度产生影响。
在实际电路设计中我们会采用以下几种方法的一种或几种来进行静电保护:
<strong>1、雪崩二极管来进行静电保护</strong>
这也是设计中经常用到的一种方法,典型做法就是在关键信号线并联一雪崩二极管到地。
该法是利用雪崩二极管快速响应并且具有稳定钳位的能力,可以在较短的时间内消耗聚集的高电压进而保护电路板。
<strong>2、使用高压电容进行电路保护</strong>
该做法通常将耐压至少为1.5KV的陶瓷电容放置在I/O连接器或者关键信号的位置,同时连接线尽可能的短,以便减小连接线的感抗。若采用了耐压低的电容,会引起电容的损坏而失去保护的作用。
<strong>3、采用铁氧磁珠进行电路保护</strong>