معايير إعاقة البيئة والتنمية المستدامة لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور
يعد تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور عنصرًا أساسيًا لحماية البيئة والتنمية المستدامة ، ويمكن لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور معقول أن يقلل من التكلفة غير الضرورية لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها وإعادة صياغةها. في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، بسبب استخدام ثنائيات مثبط الجهد العابر (TVS) لقمع حقن الشحن المباشر بسبب التفريغ ESD ، من المهم أكثر في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور التغلب على تأثير المجال الكهرومغناطيسي للتداخل الكهرومغناطيسي (EMI) الناتج عن تيار التفريغ. توفر هذه المقالة إرشادات تصميم PCB التي يمكنها تحسين حماية البيئة والتنمية المستدامة.
حلقة الدائرة
يتم إحداث التيار في حلقة الدائرة عن طريق الحث ، ويتم إغلاق هذه الحلقات ولها تدفق مغناطيسي متفاوت. حجم التيار يتناسب مع مساحة الحلبة. تحتوي الحلقات الأكبر على تدفق مغناطيسي أكثر ، مما يؤدي إلى وجود تيار أقوى في الدائرة. لذلك ، يجب تقليل مساحة الحلقة.
تظهر الحلقة الأكثر شيوعًا في الشكل 1 ، والذي يتكون من مزود الطاقة والأرض. حيثما أمكن ذلك ، يمكن استخدام تصميمات متعددة الكلور متعددة الطبقات باستخدام الطاقة والأرض. لا تقلل اللوحة متعددة الطبقات من مساحة الحلقة بين مصدر الطاقة والأرض فحسب ، بل تقلل أيضًا المجال الكهرومغناطيسي EMI عالي التردد الناتج عن نبض ESD.
إذا تعذر استخدام لوحة متعددة الطبقات ، فيجب توصيل أسلاك خط الطاقة والأرض في شبكة كما هو موضح في الشكل 2. يمكن أن يعمل اتصال الشبكة كمستوى طاقة وأرض. استخدم vias لتوصيل آثار كل طبقة. يجب أن يكون التباعد عبر الاتصال في حدود 6 سم في كل اتجاه. بالإضافة إلى ذلك ، عند توصيل الأسلاك ، يمكن أن يتسبب مصدر الطاقة والتتبع الأرضي في أقرب وقت ممكن في تقليل مساحة الحلقة ، كما هو موضح في الشكل 3.
هناك طريقة أخرى لتقليل مساحة الحلقة وحفز التيار وهي تقليل المسارات المتوازية بين الأجهزة المترابطة ، انظر الشكل 4.
يمكن استخدام سلك حماية عندما يجب استخدام كابل إشارة أطول من 30 سم ، كما هو موضح في FIG. هناك طريقة أفضل تتمثل في وضع التشكيل بالقرب من خط الإشارة. عند استخدام خط الإشارة ، يجب أن يكون في حدود 13 مم من خط الحماية أو الخط الأرضي.
كما هو مبين في الشكل 6 ، يتم وضع خط الإشارة الطويل (> 30 سم) أو خط الطاقة لكل مكون حساس عبر خط الأرض. يجب ترتيب الخطوط المتقاطعة على فترات منتظمة من الأعلى إلى الأسفل أو من اليسار إلى اليمين.
طول اتصال الدائرة
يمكن أن يكون خط الإشارة الطويل أيضًا هوائي يستقبل طاقة نبضة ESD. يمكن أن يؤدي استخدام خط إشارة أقصر قدر الإمكان إلى تقليل كفاءة خط الإشارة مثل هوائي المجال الكهرمغنطيسي ESD.
حاول وضع الأجهزة المترابطة في مواقع مجاورة لتقليل طول التتبعات المترابطة.
حقن تهمة الأرض
قد يؤدي التفريغ المباشر لل ESD إلى المستوى الأرضي إلى تلف الدوائر الحساسة. كما يتم استخدام واحد أو أكثر من المكثفات عالية التردد الالتفافية أثناء استخدام الثنائيات TVS ، والتي يتم وضعها بين امدادات الطاقة للمكون المستهلك والأرض. يقلل مكثف الالتفافية من حقن الشحن ويحافظ على فرق الجهد بين مصدر الطاقة والمنفذ الأرضي.
تنقل TVS التيار المستحث وتحافظ على الفرق المحتمل لجهد المشبك TVS. يجب وضع التلفزيونات والمكثفات في أقرب مكان ممكن من IC المحمي (انظر الشكل 7). تأكد من أن أجهزة التلفاز في المسار الأرضي وطول دبوس المكثف هي الأقصر لتقليل آثار الحث الطفيلي.
يجب تركيب الموصل على طبقة النحاس البلاتين على PCB. من الناحية المثالية ، يجب عزل الطبقة النحاسية البلاتينية من المستوى الأرضي لثنائي الفينيل متعدد الكلور وتوصيلها بالوسادة بخط قصير.
مبادئ توجيهية أخرى لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور
1. تجنب ترتيب خطوط إشارة مهمة مثل الساعات وإعادة تعيين الإشارات على حافة PCB ؛
2. اضبط الجزء غير المستخدم من PCB على المستوى الأرضي
3. السلك الأرضي للهيكل وخط الإشارة على الأقل 4 مم ؛
4. حافظ على نسبة العرض إلى الارتفاع للسلك الأرضي للهيكل أقل من 5: 1 لتقليل تأثير الحث ؛
5. استخدام الثنائيات TVS لحماية جميع الاتصالات الخارجية.
حماية الحث الطفيلي في الدائرة
يمكن أن يؤدي الحث الطفيلي في مسار الصمام الثنائي TVS إلى تجاوز الجهد الشديد في حالة حدوث حدث ESD. على الرغم من استخدام الصمام الثنائي TVS ، فإن الجهد الزائد في التجاوز قد لا يزال يتجاوز عتبة جهد التلف في IC المحمي بسبب الجهد المستحث VL = L × di / dt عبر الحمل الاستقرائي.
الجهد الكلي الذي تتعرض له دائرة الحماية هو مجموع الجهد المتولد عن الجهد الكهربائي ذي الصمام الثنائي TVS والحث الطفيلي ، VT = VC + VL. ذروة تيار حثي مستحث من أجل البيئة والتنمية المستدامة في أقل من 1 نانوثانية (وفقًا للمعيار IEC 61000-4-2) ، بافتراض وجود محاثة من الرصاص تبلغ 20 نانومتر في البوصة ، وطول خط يبلغ ربع بوصة ، والجهد المتجاوز من نبض 50V / 10A . تتمثل قاعدة التصميم التجريبية في تقليل تأثير الحث الطفيلي إلى الحد الأدنى من خلال تصميم مسار التحويل في أقصر وقت ممكن.
يجب أن تراعي جميع المسارات الاستقرائية حلقة الأرض والمسار بين أجهزة التلفزيون وخط الإشارة المحمي والمسار من الموصل إلى جهاز TVS. يجب توصيل خط الإشارة المحمي مباشرة بالطائرة الأرضية. إذا لم يكن هناك مستوى أرضي ، فيجب أن تكون حلقة الأرض قصيرة قدر الإمكان. يجب أن تكون المسافة بين الأرض من الصمام الثنائي TVS والنقطة الأرضية للدائرة المحمية أقصر ما يمكن لتقليل الحث الطفيلي للطائرة الأرضية.
أخيرًا ، يجب أن يكون جهاز TVS أقرب ما يمكن من الموصل لتقليل الاقتران العابر في الخطوط القريبة. على الرغم من عدم وجود مسار مباشر للموصل ، فإن هذا التأثير الإشعاعي الثانوي قد يؤدي أيضًا إلى حدوث خلل في أجزاء أخرى من اللوحة.
يعد تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور عنصرًا أساسيًا لحماية البيئة والتنمية المستدامة ، ويمكن لتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور معقول أن يقلل من التكلفة غير الضرورية لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها وإعادة صياغةها. في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، بسبب استخدام ثنائيات مثبط الجهد العابر (TVS) لقمع حقن الشحن المباشر بسبب التفريغ ESD ، من المهم أكثر في تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور التغلب على تأثير المجال الكهرومغناطيسي للتداخل الكهرومغناطيسي (EMI) الناتج عن تيار التفريغ. توفر هذه المقالة إرشادات تصميم PCB التي يمكنها تحسين حماية البيئة والتنمية المستدامة.