Мінімізація падіння напруги живлення на електронному дизайні друкованих плат
Для подачі зазначеної напруги джерела живлення на навантаження на сучасних високострумових, низьковольтних друкованих платах, дизайнери повинні звести до мінімуму падіння ІЧ, розуміючи доступні рішення та їх компроміси.
Незважаючи на широку доступність та використання малопотужних компонентів, сучасні друковані плати (друковані плати) можуть вимагати значної кількості струму, загальноприйняте використання плат на 50, 100 і навіть 200 А. Всякий раз, коли струм подається на навантаження, спостерігатиметься падіння напруги на основі ІЧ-сигналу, і дизайнери повинні враховувати ці втрати при викладанні плати та розміщенні джерел живлення, напрямних постійного струму та навантажень.
Для послідовної та надійної роботи важливо переконатись, що це падіння не підштовхує ці напруги рейки постійного струму до нижнього кінця їх мінімального/максимального діапазону. Як правило, це плюс/мінус кілька відсотків номінальної вартості.
Швидкий перегляд цифр прояснює проблему. Стандарт "1 унція". мідь (так називається, оскільки вона важить 1 унцію на квадратний фут) на ламінаті PCB, такому як FR-4, має товщину 35 мкм; 2 унції мідь, звичайно, вдвічі товщі, а «тонка» мідь вдвічі товщі. Використовуючи 1-унцію. наприклад, мідь, 10-сантиметровий слід завширшки 1 мм матиме опір близько 50 мОм (питомий опір міді 1,74 × 10 -8 Ом⋅м при 20 ° С). Для цього існує безліч зручних онлайн-калькуляторів опору, наприклад, у Trance-Cat (Рис. 1).
Якщо ви подаєте 10 А через цей слід, падіння ІЧ становить приблизно 500 мВ (0,5 В), що є суттєвим. Це означає, що шина постійного струму на навантаженні на половину вольта менша, ніж на подачі, а також витрачається витрачена потужність (I 2 R) і супутнє відведення тепла. Зверніть увагу, що падіння не залежить від номінального значення напруги рейки - воно залежить лише від струму та опору. Отже, 15-вольтові рейки бачать ті самі втрати, що і 3-вольтові, але пропорційні втрати набагато більші при нижчій напрузі.
Ситуація може погіршитися ще більше. Деякі конструкції використовують площину заземлення з низьким опором (часто як окремий шар друкованої плати) як для заземлення аналогового, так і для цифрового сигналу та заземлення зворотного струму постійного струму. Однак багато конструкцій використовують (або вимагають) окремі траси заземлення для сигналів та заземлення, щоб мінімізувати шум, і навіть можуть використовувати окремий шлях зворотного струму. У таких випадках падіння ІЧ-ефекту фактично подвоюється, причому одне падіння підводить вихідну шину подачі, а друге падіння повертає струм струму до джерела живлення.