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Acoplamiento cruzado en el diseño de PCB SMPS

He estado leyendo esta nota de aplicación de Nacional y tengo una pregunta acerca de esta frase:

... Las huellas que llevan corrientes de conmutación / voltajes también deben mantenerse alejados de los 'silenciosos' traza para evitar acoplamiento cruzado. ...

¿Cuántas milésimas de pulgada de distancia en caso de que sea? ¿Cambia la distancia con la corriente o voltaje? ¿El flujo de corriente, tensión afecta huellas 'silenciosos'?

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RelaXNow Puntos 1164

No hay una respuesta exacta de qué tan lejos está lo suficientemente lejos. Es mejor entender los mecanismos para que pueda decidir por sí mismo cómo lidiar con ellos. Hay dos mecanismos independientes en el trabajo que la causa de acoplamiento cruzado.

Acoplamiento capacitivo. Adyacente huellas han finito capacitancia entre ellos. Tres cosas en la unidad de acoplamiento de un poder rastrear una señal de seguimiento:

La capacitancia. Esta es una función de cómo el cierre de los dos trazas son por cuánto tiempo. Más tiempo y más espacio hace más de capacitancia, que hace que más de acoplamiento.

La tasa de variación de la tensión en la conducción de seguimiento. Acelerar los cambios (mayor dV/dt) pareja mejor. Otra manera de mirar esto es que más rápido cambia contienen altas frecuencias, y la capacitancia de acoplamiento tiene baja impedancia en estas frecuencias más altas.

La impedancia de la señal de seguimiento. El no deseados junto señal tiene algunos finito de impedancia. De esta forma un divisor de tensión con la impedancia de la señal de seguimiento. La parte inferior de la traza de la señal de impedancia, la parte inferior del acoplamiento.

Acoplamiento inductivo. Actual en el poder rastrear las causas de una circular de campo magnético a su alrededor. Esto puede inducir voltajes en las cercanías de trazas paralelas. Esencialmente el paralelo dos trazas de actuar como un transformador. Dos cosas la unidad de este acoplamiento:

El acoplamiento de la inductancia. Esta es una medida del efecto transformador. Como con acoplamiento capacitivo, este efecto se hace más fuerte como las dos trazas están más cerca por más tiempo. A diferencia de acoplamiento capacitivo, la orientación de la traza de la materia. Este acoplamiento es proporcional al producto escalar de la traza los vectores de dirección (cómo paralelo los rastros son en bruto términos de los laicos). Dos trazas cruzan en ángulos rectos no inductiva de pareja.

La tasa de cambio de la corriente en el caso de la conducción. Esto es lo opuesto pero simétrica a la capacitiva caso de que los cambios de voltaje de la materia.

La impedancia de la traza de la señal no importa acoplamiento inductivo debido a que causa un voltaje de offset en línea con la traza. Es una fuente de voltaje en serie con la traza.

Entonces, ¿qué hacer? Debería ser obvio que la mudanza de las huellas aparte ayudará para cualquier tipo de acoplamiento. Para reducir el acoplamiento capacitivo una separación de seguimiento o de guardia de seguimiento puede ser utilizado. Otras cosas que pueden ayudar son la limitación de la velocidad de voltaje y corriente de los cambios, evitando carreras largas, evitando ejecuciones paralelas, y haciendo la señal de las redes de baja impedancia como sea posible. Si estos son posibles, bajo su control, o razonable, considerando otras desventajas como el tamaño y el costo, son temas con su diseño específico, usted tiene que decidir por sí mismo.

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lillq Puntos 4161

No hay un único número aquí como una respuesta (de lo contrario, probablemente sería dado en el appnote). Mucho de esto viene de la experiencia y la intuición (a menudo llamado fingerspitzengefühl). Sí, la distancia cambia con la corriente y el voltaje. Altas corrientes crear campos magnéticos que pueden inducir corrientes en el vecino huellas, y asimismo altos voltajes crear campos eléctricos que pueden inducir tensiones en la vecina huellas. Los más vulnerables son los rastros paralelos a y cerca de la tensión/corriente de la realización de seguimiento. Por lo tanto, aparte es mejor, como es de menor longitud. También baja impedancia huellas son menos susceptibles.
Dependiendo de los factores mencionados y de cuánto espacio dispones recomiendo tener al menos 5 mm (200 mm) de espacio entre las PYMES y el resto del circuito. Si es posible rodean a las PYMES con un plano de tierra.
También proporcionan un local plano de tierra en el cobre lado en el SMPS, y no de lugar a cualquiera de los componentes no. (Vale la pena para hacer su PCB de doble cara, especialmente para esto).

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