PCB技術 - LEDスイッチ電源はどのようにPCB回路を設計すべきですか？

LEDスイッチ電源の開発速度はここ数年で明らかな技術飛躍を遂げ、新製品のモデルチェンジの速度も大幅に加速した。設計の一環として、PCBの設計も特に重要に見えます。この一環で問題が発生すると、LEDスイッチ電源システム全体に多くの電磁干渉が発生し、電源動作の安定性と安全性にも不利な影響を与える可能性が高いからです。では、PCBのデザインはどうすれば正しいのでしょうか。

近年のLED電源の部品レイアウトの研究と市場実践の結果により、開発初期に設計された回路原理図は非常に正確であっても、PCBの設計に問題が発生すると、電子機器の信頼性に悪影響を与えることが明らかになった。例えば、電気源、アース線の考慮不足による干渉により、製品の性能が低下するため、PCB基板を設計する際、正しい方法を採用する必要があります。

図１　led pcb

スイッチ電源が一般的に使用されるPCBボードでは、通常、各スイッチ電源には入力信号源電流回路、電源スイッチ交流回路、出力整流交流回路、出力負荷電流回路の4つの電流回路があります。入力回路はほぼ直流の電流によって入力容量を充電し、フィルタ容量は主に広帯域エネルギー貯蔵の役割を果たす。同様に、出力フィルタ容量も、出力負荷回路の直流エネルギーを除去しながら、出力整流器からの高周波エネルギーを蓄積するために使用される。したがって、入出力フィルタ容量の端子は非常に重要であり、入出力電流回路はそれぞれフィルタ容量の端子から電源に接続されている必要があります。

入出力回路の設定と接続はプリント配線版全体にとって非常に重要であり、その合理性の有無は電磁干渉の大きさに直接関係する。入出力回路と電源スイッチ、整流回路間の接続が容量の配線端に直接接続できない場合、交流エネルギーは入出力または出力フィルタ容量によって環境に放射されます。電源スイッチング交流回路と整流器の交流回路は高調波成分が高く、その周波数はスイッチング基本周波数よりはるかに大きく、ピーク振幅は持続入力、出力直流電流振幅の5倍に達することができ、移行時間は通常約50 nsである。これら2つの回路は電磁干渉を起こしやすいので、電源中の他のプリント配線の前にこれらの交流回路を配置しておく必要があります。

LEDスイッチ電源の入力、入力回路では、各回路はフィルタ容量、電源スイッチまたは整流器、インダクタンス、またはトランスの3つの主要な要素で構成されています。これら3つの重要な要素は互いに隣接して配置され、要素間の電流経路ができるだけ短くなるように要素位置を調整しなければならない。スイッチング電源のレイアウトを確立する方法は電気設計と似ており、設計フローは以下の通りである：変圧器を置く→電源スイッチング電流回路を設計する→出力整流器電流回路を設計する→交流電源回路に接続する制御回路を設計する→入力電流源回路と入力フィルタを設計する