Конструкция печатной платы медной зоны (линейного) источника питания

У вас есть большая площадь под вашими конденсаторами, которые, безусловно, будут иметь пульсирующие токи, поэтому вам нужно решить, где в этой массе меди должна быть ваша звездная точка. Не так уж важно, где вы решите это сделать. Это может быть вдоль любого края этого меди, но. ясно, что он не может быть внутри медного блока.

Однажды приняв решение, придерживайтесь этого. От этой точки звезды не будет пульсирующих токов, если вы не нарушите это правило одиночного соединения. Какие бы токи пульсации ни циркулировали в большой медной области, они не будут циркулировать по (или от) соединению звезда-точка, если вы не нарушите правила.

Стоит ли ставить звездочку на плату основного блока питания? Или лучше подключить все включая основной БП куда-то снаружи толстыми проводами? Будет ли это иметь лучшую защиту от пульсирующих токов?

Использование основной печатной платы (как показывает ваше второе изображение) не должно быть проблемой. Придерживайтесь правил звездной точки (просто напоминание). Вы можете использовать провода или дорожки печатной платы. Придерживайтесь правила (здесь я снова это сказал).

Я использовал относительно большие площади в качестве линий электропередач и сильноточных линий (желтые области, задняя медь) вместо толстых дорожек из-за сильного тока. Хорошая идея? Не вызовет ли это проблем с емкостью? Должен ли я использовать более приличные / более тонкие линии электропередач?

Я понятия не имею, что вы говорите или спрашиваете в (3).

У меня есть большая площадь заземления на передней панели (красная область). Область между большими шапками резервуаров имеет сильные пульсирующие течения. Влияет ли это отрицательно на мою звездную точку или этого достаточно? Не лучше ли просто нарисовать толстую дорожку от земли резервуара до точки звезды (без большой площади земли)?

Вместо меди представьте резисторы. Величина этого сопротивления определяется площадью поперечного сечения меди. Это становится немного сложнее, когда вы добавляете эффекты от переменного тока, потому что медь также имеет индуктивность, но вы поняли идею. Это называется паразитным сопротивлением и индуктивностью.

Его можно смоделировать, не глядя на схему вашей конструкции, нельзя сказать, какой способ будет лучше. В общем, вам нужно как можно меньшее сопротивление, когда ток возвращается обратно к источнику, иначе у вас возникнут проблемы с синфазным напряжением, как показано ниже.

Источник: Инженер по электромагнитной совместимости Henery W Ott.

Поскольку у вас есть два тока, протекающих обратно через штырь или заземляющий слой (обычно штырьки имеют более низкое сопротивление), это создает напряжение и ударяет по земле всей вашей конструкции. Лучший способ борьбы с этим — убедиться, что у вас есть достаточное заземление, рассчитать сопротивление и ток, а также убедиться, что синфазное напряжение будет приемлемым.

Стоит ли ставить звездочку на плату основного блока питания? Или лучше подключить все включая основной БП куда-то снаружи толстыми проводами? Будет ли это иметь лучшую защиту от пульсирующих токов?

Это действительно зависит от вашего дизайна, иногда лучше, а иногда нет. У меня была чувствительная аналоговая секция, у которой были проблемы с заземлением звезды и скачком напряжения в диапазоне УФ из-за токов в 1 А, возвращающихся через звезду. у нас не было достаточного заземления на плате, хотя у нее была толстая клемма и сопротивление было в миллиомном диапазоне). В целом, заземление по схеме «звезда» лучше, поскольку позволяет избежать проблем с синфазным сигналом.

На самом деле вы ничего не защищаете от пульсирующих токов колпачков, перемещая их дальше от земли, эти токи должны течь обратно к источнику (который, вероятно, является блоком питания), и они будут идти по пути наименьшего импеданса (сопротивление + индуктивность) для этого. Если вам действительно нужно изолировать переменный ток, используйте индуктивность, индуктивность блокирует переменный ток.

Я использовал относительно большие площади в качестве линий электропередач и сильноточных линий (желтые области, задняя медь) вместо толстых дорожек из-за сильного тока. Хорошая идея? Не вызовет ли это проблем с емкостью? Должен ли я использовать более приличные / более тонкие линии электропередач?

Большие площади и большие дорожки уменьшают индуктивность и сопротивление и, как правило, улучшают ситуацию с точки зрения мощности, потому что версия вашего проекта на печатной плате выглядит ближе к вашей схеме. (т. е. когда вы рисуете провод между двумя точками на схеме, он не имеет сопротивления или индуктивности, когда вы рисуете его на печатной плате, он есть. Хорошие инженеры используют калькуляторы, когда это необходимо, чтобы выяснить, повлияет ли это на их конструкцию, путем расчета сопротивления и индуктивность каждой дорожки, провода и вывода и определение их влияния на конструкцию).

Еще одним преимуществом создания больших дорожек\плоскостей является небольшая емкость между плоскостями (обычно в диапазоне пФ, иногда в нФ, и ее также можно рассчитать). Обычно пФ и нФ означают фильтры в диапазоне +100 МГц.

Еще одной проблемой увеличения сопротивления являются потери мощности и нагрев, если дорожки недостаточно толстые, вы можете их пережечь или вызвать ненужный нагрев в местах на вашей печатной плате.

Получите эту книгу, чтобы узнать больше