Práticas de PCB: Aterramento e interação com loops de controle e comutação

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Isso é o terceiro de uma série, seguindo os posts Conselhos sobre o plano de terra no meu primeiro PCB e depois Separando os planos de terra nos PCBs . Porém, em termos de material, ele pode ser considerado um post por si próprio. Portanto, resumir a PCB abaixo (preparada usando o ExpressPCB) é para uma implementação de conversor flyback usando o IC do controlador de retorno flyback no modo de limite LT3748. O circuito é retirado da própria folha de dados do LT3748 (consulte a última página). Isto é para um projeto de classe.

Eu tentei um PCB aprimorado com base nos conselhos das postagens anteriores. Eu tenho duas versões, mostradas abaixo.

insira a descrição da imagem aqui

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Minhas perguntas são:

  1. O loop de comutação passa pelo controlador (já que as faixas ficam sob o IC - mas na mesma camada do IC). Isso é muito ruim para barulho? BTW, você consideraria o loop de comutação Vin-xformer-Q1-R8 ou C1-xformer-Q1-R8?

  2. Para a versão superior, todas as faixas estão apenas na camada superior, mas muitas delas ficam sob o IC (na mesma camada superior). Isso é uma prática ruim? Não posso garantir que o IC não aqueça, pois a folha de dados cita o desempenho em temperaturas de até 150 C.

  3. Eu tenho apenas um terreno no lado primário. Não sei como, em minha situação, manter um terreno separado para os loops de pequeno sinal e alta corrente. Eu posso fazer, mas isso colocará algumas interrupções no meu plano de terra ...

Finalmente, como observação, outra restrição difícil que eu estava tentando atender é que a folha de dados do controlador diz que o aterramento do resistor de detecção (R8) deve estar próximo ao IC do controlador, mas, ao mesmo tempo, para manter o circuito de comutação apertado, o R8 precisa estar próximo ao capacitor.

Mantendo tudo isso em mente, qual projeto você acha que teria melhor desempenho - ou não é o mesmo :) Observe que o segundo design possui algumas faixas na camada inferior (verde).

Ahmed Shehada
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Gente, ele está aprendendo .. Por favor, não seja duro com ele com coisas como "Por que você não usa design de referência?". Eu realmente entendê-lo e eu estava assim, um dia, é claro, com conversores DC / DC, eu não sei nada sobre a mudança de conversão AC / DC ..
Abdullah kahraman
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@LeonHeller Ensine um homem a pescar, etc, etc ...
dext0rb
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@abdullahkahraman Concordo com você. Há uma melhoria de habilidade demonstrada acontecendo aqui.
Anindo Ghosh
Obrigado a todos por comentários úteis. Não consigo seguir exatamente o layout da folha de dados do PCB porque, como mencionado no post anterior, estou usando um transformador externo. No entanto, segui muitas das orientações sugeridas, como colocar resistores de realimentação (R5 e R7) v próximos ao IC, colocar o aterramento de R8 (resistor sensor) próximo ao IC e manter os loops de comutação pequenos na área (C1-priamry-Q1-R8 e C2 -Q1-R8). Também segui outras sugestões para os meus posts anteriores, como manter o R8 v perto de C1. Estudarei mais outros layouts da placa de demonstração LT3748, mas nesse meio tempo gostaria de receber respostas para minhas 3 perguntas acima.
Ahmed Shehada

Respostas:

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  1. Você deseja que o ESR de C1 seja muito menor que o V1, portanto o loop é pequeno. Você também deseja que seja inferior a Q1 rON para reduzir a ondulação da entrada.

  2. A primeira é difícil de analisar, pois o plano de terra ajuda o Q1, mas depois a folga se torna uma antena de radiador de terra com fenda.

Acho que nenhum dos dois é melhor, pois o transformador externo será excessivamente barulhento e as bobinas de ferrite CM serão obrigatórias para reduzir a radiação dos cabos Vout que atuam como antena barulhenta.

Sugiro que você faça um teste de bancada usando um gerador para acionar o Q1 C1 com Rs e transformador e saída totalmente carregados (D, C, R). Você não precisa de uma placa de circuito impresso para testar esse problema de EMI e verificar se é possível medir com precisão a corrente de detecção e a saída sem ruído e verificar a saída de EMI com uma sonda de escopo de loop em curto para detectar ruído de campo próximo. Projetar um PCB sem essa conscientização será inútil.

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Thakn você, Richman, por seus comentários úteis. Em relação ao item 2, devo reformular meus planos de solo? Além disso, onde você sugeriria colocar as bobinas de ferrite CM - na entrada e saída dos terminais ou em outros locais também?
Ahmed Shehada
A fim de evitar problemas EMI com qualquer circuito de alta impedância nas proximidades, eu colocaria uma saída para suprimir a radiação. O cabo de entrada também será irradiado, dependendo do design do sistema em geral. Use pares trançados para ambos.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75