Firmware - Aprile 2012 - N°75 - (Page 49)

Tecniche di layout per regolatori di LUCA STANZANI U In questo articolo si forniranno le basi per progettare correttamente e con buoni risultati il layout di un regolatore switching, con attenzione al piazzamento dei componenti, al loro collegamento e all’impatto sull’ambiente circostante in termini di disturbi e di EMI n alimentatore tipico, al giorno d’oggi consiste in un insieme di componenti di potenza che gestiscono tensioni e correnti di commutazione elevate e componenti per piccoli segnali che invece lavorano con tensioni basse, gli uni vicino agli altri. Progettare il layout di una scheda di alimentazione, il posizionamento e il giro delle piste in maniera che i segnali ad alta potenza non perturbino i segnali a bassa potenza non è cosa semplice, un errore può determinare delle scarse performance per tutto il sistema. Un layout sbagliato può generare impulsi di corrente e tensione indesiderati, che possono tramutarsi non solo in disturbi sulle tensioni della scheda, ma anche in interferenza elettromagnetica radiata verso l’ambiente circostante. Utilizzare tecniche consolidate di layout è un punto focale per ottenere buone prestazioni dalla scheda. PIAZZAMENTO DEI COMPONENTI DI POTENZA Dopo aver importato lo schematico di un alimentatore in un ambiente di editing del PCB, la scelta di dove e come piazzare i componenti discreti può generare confusione. Molto spesso ci si trova a lavorare con schede multilayer, con 4 o più strati di rame. La maggior parte dello spazio sulla scheda è spesso occupato dai componenti di potenza: capacità d’ingresso, MOSFET, resistenze o trasformatori di sense per la corrente, rettificatori, induttanze e capacità di uscita. Attraverso questi componenti scorrono correnti elevate e per questo richiedono delle piste larghe per essere collegarli tra loro. Sono proprio questi componenti a dover essere collocati e collegati per primi. Per prima cosa gli anelli ad elevata di/dt, cioè dove circolano elevate correnti di switching, devono essere individuati e resi più stretti e compatti pos- sibile per minimizzare l’induttanza distribuita che può essere causa di spike di tensione. In figura 1 viene mostrato come individuare questi anelli. Nella figura le frecce nere indicano come circola la corrente quando il MOSFET è on. Le frecce rosse indicano gli anelli di corrente quando il diodo è on. Tutti i percorsi dove si hanno sia frecce nere sia frecce rosse ma non entrambe, sono ad elevata di/dt. Una buona regola è mantenere i percorsi di distribuzione e di ritorno della corrente o uno sull’altro, oppure adiacenti, per minimizzare l’area degli anelli che si formano e ridurre la generazione di interferenza elettromagnetica. La potenza in ingresso deve essere prelevata dai circuiti di switching in prossimità delle capacità d’ingresso. In maniera analoga, la corrente al carico deve essere prelevata direttamente dalle capacità d’uscita. I punti di giunzione (nodi) delle piste devono essere dimen- 11 6 FOCUS ON TIPS’N TRICKS 17 3 SKILLS MARKET NEWS 29 46 INSIDE SPOTLIGHT 36 53 TOOLS EVENTS ZAPPING 49 ANALOG ABBONAMENTO http://www.ieshop.it/abbonamento.asp?tab=FW&cid=183

Tabella dei contenuti per la edizione digitale del Firmware - Aprile 2012 - N°75

Editoriale - Sommario
News
TIPS'n tricks
FOCUS on - Gli standard PoE e PoE+
SKILLs
- CRC su MSP430
- Progettare con i micro Stellaris di TI
- Schmitt-Trigger con FPGA o CPLD
INside
- I nuovi MB95F430 di Fujitsu
- Microcontrollori per applicazioni automotive
TOOLS
- Corba per sistemi embedded
- Utilizzare il reload timer
SPOTlight - Protezione da sovratensione
ANALOG - Tecniche di layout per regolatori switching
EVENTS zapping
Anteprima Fare Electronica
Inserto pubblicitario

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