ما الذي يجب الإشارة إليه لتخطيط الثنائيات في وحدة الاتصال PCB؟

一 ، استراتيجية تخطيط الحماية لثنائيات أجهزة التلفزيون
1. ما قبل وضع العقد الحماية
يجب نشر ثنائيات أجهزة التلفزيون في مدخل الإشارة لتشكيل أول حاجز وقائي. مع أخذ واجهة اتصال RS485 كمثال ، يجب ترتيب ثنائي أجهزة التلفزيون ثنائية الاتجاه داخل 5 مم خلف الموصل لضمان تثبيت نبضات ESD قبل دخول جهاز الإرسال والاستقبال. تُظهر بيانات الاختبار الخاصة بمعدات اتصال صناعية معينة أنه بعد اعتماد هذا التصميم ، تم رفع المستوى الثابت- من الجهاز من IEC 61000-4-2 المستوى 2 إلى المستوى 4.
2. تحسين مسار التأريض
يجب توصيل ثنائيات TVS بالطائرة الأرضية المعاوقة المنخفضة من خلال VIAs المستقلة لتجنب مشاركة التوجيه مع مسار إرجاع الإشارة. بالنسبة إلى وحدات اتصال التردد العالية - ، يوصى بتبني بنية "تأريض النجوم": يجب إعداد وسادة تأريض مخصصة بالقرب من موضع تثبيت TVS ، متصلاً بالطائرة الأرضية الداخلية عبر VIAs متعددة (قطر أكبر من 0.3 مم). أظهر اختبار محطة القاعدة 5G أن هذا التصميم يمكن أن يقلل من جهد المشبك بنسبة 18 ٪ ويحمي بشكل فعال الرقائق الحساسة.
3. السيطرة على طول الأسلاك
يجب التحكم بصرامة طول الأسلاك من الصمام الثنائي في أجهزة التلفزيون إلى الجهاز المحمي داخل 50 مليون. وفقًا لبيانات المحاكاة الكهرومغناطيسية ، لكل زيادة في طول السلك ، ستزداد الحث الطفيلي بنحو 3NH ، مما يؤدي إلى زيادة بنسبة 15 ٪ - 20 ٪ في جهد المشبك. بالنسبة للإشارات عالية السرعة (مثل USB 3.0) ، يوصى باستخدام تقنية تعويض "توجيه السربنتين" لضمان مطابقة توقيت الإشارة.
2 ، نقاط تخطيط من الثنائيات المقوم
1. تصميم الإدارة الحرارية
تحتاج ثنائيات مقوم الطاقة العالية (مثل 1N5822) إلى اتباع مبدأ "تصميم CO الكهربائي الحراري": يتم تحديد حراري عبر صفيف (قطر 0.5 مم ، تباعد 1.0 مم) تحت الصمام الثنائي ، ويتم إجراء الحرارة على الطبقة الداخلية للـ PCB من خلال رقائق النحاس. أظهرت الاختبارات على محول DC - أن هذا التصميم يمكن أن يقلل من درجة حرارة الوصلات بمقدار 12 درجة ويزيد عمر الجهاز بأكثر من ثلاث مرات.
2. تحسين المسار الحالي
يجب أن يعتمد الصمام الثنائي للمقوم تصميم الأسلاك "القصير والعريض": يجب أن يكون عرض أسلاك الأنود أكبر من أو يساوي 0.5 مم ، ويجب أن يكون عرض الأسلاك الكاثود أكبر من أو يساوي 1.0 مم. لتطبيقات الجهد العالية - (مثل مصدر الطاقة POE) ، يجب استخدام شطب 45 درجة في زاوية الأسلاك لتجنب تفريغ الإكليل الناجم عن تركيز المجال الكهربائي. أظهر اختبار وحدة Gigabit Ethernet معينة أن التصميم الأمثل قلل من انخفاض الجهد من 0.3 فولت إلى 0.1 فولت ، وتحسين كفاءة النظام بنسبة 2.3 ٪.
3. تخطيط التماثل
في دائرة مقوم الجسر الكاملة ، يجب توزيع الثنائيات الأربعة بشكل متماثل في الوسط للتأكد من أن المسار الحالي متساوٍ. بعد اعتماد هذا التصميم ، انخفض الجهد التموج الخاص بوحدة طاقة AC - dc من 120mV إلى 45mV ، وتلبية معيار الفئة D 61000-3-2.
3 ، مواصفات تخطيط لثنائيات الإشارة
1. حماية إشارة عالية السرعة
للإشارات التفاضلية (مثل LVDs) ، يجب استخدام Diodes Schottky مع "Back - إلى-" التخطيط (مثل BAT54S) لحماية الجهد الزائد. يجب وضع الصمام الثنائي بإحكام ضد الموصل ، ويجب التحكم في الفرق في طول الأسلاك بين أزواج التفاضلية في ± 5 مل. أظهر اختبار لوحدة الكاميرا السريعة- أن هذا التصميم يقلل من ارتعاش صورة العين بنسبة 40 ٪ ويخفض معدل الخطأ من 10 ⁻⁹ إلى 10 ⁻ ².
2. عزل الإشارة التناظرية
في قناة إدخال ADC ، يجب أن يرتكز الصمام الثنائي المقيد (مثل 1N4148) مع مصدر الإشارة وعزله من الأرض الرقمية من خلال الخرز المغناطيسي (100 Ω @ 100MHz). يوضح اختبار أداة صناعية معينة أن هذا التصميم يمكن أن يحسن الإشارة - إلى نسبة الضوضاء - بمقدار 8dB وقمع تدخل ضوضاء الدائرة الرقمية بشكل فعال.
3. التحكم في كثافة التصميم
في سيناريوهات التصميم الكثيفة ، يجب أن تفي التباعد بين الثنائيات المتطلبات التالية:
المسافة بين المكونات في نفس الاتجاه أكبر من أو تساوي 0.3 ملم
المسافة بين المكونات الاتجاهية المعاكسة أكبر من أو تساوي 0.13 × H +0.3 mm (H هو الحد الأقصى لفرق الارتفاع للمكونات)
بعد اعتماد هذه المواصفات لوحدة شبكات معينة ، انخفض معدل فشل اللحام من 0.8 ٪ إلى 0.15 ٪ ، وزادت كفاءة الإنتاج بنسبة 25 ٪.
4 ، تقنيات تخطيط لسيناريوهات التطبيق الخاص
1. التطبيقات الإلكترونية للسيارات
في واجهة CAN BUS ، يجب استخدام ثنائيات أجهزة التلفزيون المزدوجة (مثل P6SMB18CA) لحماية الوضع التفاضلي ، ويجب استخدام الحث على الوضع الشائع (10MH@100MHz) قمع تداخل الوضع الشائع. يوضح اختبار ECU المثبت على السيارة أن هذا التصميم يمكن أن يحقق شهادة ISO 11452-2 المستوى 4 للتوافق الكهرومغناطيسي.
2. تطبيقات الفضاء
لتصميم تعزيز الإشعاع ، يجب استخدام الثنائيات المغطاة بالسيراميك (مثل 1N5711W) ، ويجب تقليل خطر تأثيرات الجسيمات الفردية من خلال "عبور المتقاطع". أظهر اختبار وحدة اتصال القمر الصناعي أن هذا التصميم يمكن أن يزيد من جرعة الإشعاع بترتيب واحد من حيث الحجم.
3. التطبيقات الإلكترونية الطبية
في الأجهزة القابلة للارتداء ، يجب استخدام الثنائيات التيار المتسرب المتسرب - (مثل BAS70-04) ، ويجب عزل الكهرباء الثابتة البشرية من خلال تصميم "أرض عائمة". أظهر اختبار معصم المعصم الطبي أن هذا التصميم يمكن أن يقلل من تيار التسرب من 0.5 μ A إلى 0.02 μ A ، ويلبي معيار IEC 60601-1.
5 ، طرق التحقق من التصميم والتحسين
1. استخراج المعلمة الطفيلية
استخدم أدوات محاكاة Si/Pi لاستخراج الحث الطفيلي (L) والسعة الطفيلية (C) من تصميم الصمام الثنائي ، مما يضمن ذلك:
L × DI/DT
C × DV/DT
بعد تحسين وحدة موجة مليمتر 5G باستخدام هذه الطريقة ، تحسن مؤشر تكامل الإشارة بنسبة 15 ٪.
2. تحليل المحاكاة الحرارية
استخدم ANSYS ICEPAK للمحاكاة الحرارية للتأكد من أن درجة حرارة تقاطع الصمام الثنائي لا تتجاوز 80 ٪ من القيمة المقدرة. بالنسبة لأجهزة الطاقة ، من الضروري التحقق مما إذا كانت كفاءة تبديد الحرارة في VIAs الحرارية تلبي المتطلبات التالية:
θ JA (تقاطع إلى المقاومة الحرارية البيئية)<40 ° C/W
قامت وحدة برنامج تشغيل LED عالية- بتحسين الحرارية عبر التخطيط لتقليل θ ja من 55 درجة مئوية إلى 32 درجة مئوية.
3. تصميم لتصنيع (DFM)
اتبع معيار IPC-2221 لفحص التصميم ، مع التركيز على التحقق:
حجم وسادة ومطابقة دبوس المكون
وضوح ملصق طباعة الشاشة
موقف معقول من V - لوحة قطع
تم تحسين وحدة إلكترونيات مستهلك معينة من خلال DFM ، مما أدى إلى زيادة في إنتاجية الإنتاج من 82 ٪ إلى 96 ٪.
https://www.trrsemicon.com/transistor/to {{3 )92 {{}