Aturan Teknis dan Penerapan Tata Letak PCB untuk Mengganti Catu Daya
Saat ini, karena gelombang elektromagnetik yang dihasilkan oleh peralihan catu daya, yang mempengaruhi pengoperasian normal produk elektronik, teknologi tata letak PCB yang benar untuk catu daya menjadi sangat penting.
Dalam banyak kasus, catu daya yang dirancang dengan sempurna di atas kertas mungkin tidak berfungsi dengan baik selama proses debug awal karena banyak masalah dengan tata letak PCB catu daya. Misalnya, dalam diagram skema catu daya switching step-down pada perangkat elektronik konsumen, perancang harus dapat membedakan antara komponen dalam rangkaian daya dan komponen dalam rangkaian sinyal kontrol pada diagram rangkaian ini. Namun, jika perancang memperlakukan semua komponen dalam catu daya ini seolah-olah merupakan komponen dalam rangkaian digital, masalahnya bisa menjadi cukup serius. Tata letak PCB catu daya sakelar benar-benar berbeda dari PCB sirkuit digital. Dalam tata letak sirkuit digital, banyak chip digital dapat diatur secara otomatis melalui perangkat lunak PCB, dan jalur penghubung antar chip dapat dihubungkan secara otomatis melalui perangkat lunak PCB. Catu daya sakelar yang dihasilkan dengan pengaturan huruf otomatis pasti tidak akan berfungsi dengan baik. Oleh karena itu, desainer perlu menguasai dan memahami aturan teknis tata letak PCB yang benar untuk mengganti catu daya.
Aturan teknis untuk tata letak PCB peralihan catu daya
Kapasitansi kapasitor keramik bypass tidak boleh terlalu besar, dan induktansi seri parasitnya harus diminimalkan sebanyak mungkin. Koneksi paralel beberapa kapasitor dapat meningkatkan karakteristik impedansi frekuensi tinggi kapasitor
Ketika frekuensi operasi kapasitor di bawah fo, impedansi kapasitansi Zc berkurang seiring dengan meningkatnya frekuensi; Ketika frekuensi operasi kapasitor di atas fo, impedansi kapasitansi Zc akan menjadi seperti impedansi induktansi dan meningkat seiring bertambahnya frekuensi; Ketika frekuensi operasi kapasitor mendekati fo, impedansi kapasitor sama dengan resistansi seri ekuivalennya (RESR).
Kapasitor elektrolit umumnya memiliki kapasitansi yang besar dan induktansi seri ekuivalen yang besar. Karena frekuensi resonansinya yang rendah, ini hanya dapat digunakan untuk penyaringan frekuensi rendah. Kapasitor Tantalum umumnya memiliki kapasitansi yang lebih besar dan induktansi seri ekuivalen yang lebih kecil, sehingga frekuensi resonansinya lebih tinggi dibandingkan kapasitor elektrolitik dan dapat digunakan dalam penyaringan frekuensi menengah hingga tinggi. Kapasitansi dan induktansi seri setara kapasitor keramik umumnya sangat kecil, sehingga frekuensi resonansinya jauh lebih tinggi dibandingkan kapasitor elektrolitik dan kapasitor tantalum, sehingga dapat digunakan dalam rangkaian penyaringan dan bypass frekuensi tinggi. Karena frekuensi resonansi kapasitor keramik kapasitansi kecil lebih tinggi dibandingkan dengan kapasitor keramik kapasitansi besar
Saat memilih kapasitor bypass, tidak disarankan hanya menggunakan kapasitor keramik dengan nilai kapasitansi tinggi. Untuk meningkatkan karakteristik kapasitor frekuensi tinggi, beberapa kapasitor dengan karakteristik berbeda dapat dihubungkan secara paralel untuk digunakan. Gambar 1 (a) menunjukkan peningkatan efek impedansi setelah beberapa kapasitor dengan karakteristik berbeda dihubungkan secara paralel. Tidak sulit untuk memahami pentingnya aturan tata letak ini melalui analisis. Gambar 1 (b) menunjukkan metode pengkabelan yang berbeda dari daya input (VIN) ke beban (RL) pada PCB. Untuk mengurangi ESL kapasitor filter (C), panjang kabel pin kapasitor harus diminimalkan sebanyak mungkin, sedangkan jalur dari VIN positif ke RL dan dari VIN negatif ke RL harus sedekat mungkin.
