pcb production prototype pcb assembly china

[CHIMES]

Bienvenido a esta entrega de

la serie TI Precision Labs

sobre controladores de motor.

Mi nombre es Pablo Armet,

y en este video,

repasaré las mejores

pautas de diseño de PCB para

circuitos de controladores de motor.

Este video de capacitación

se dividirá

en varias secciones,

y seguiremos de cerca

las mejores prácticas para el

diseño de la placa del

informe de aplicación de controladores de motor que se enumeran

en la diapositiva de recursos

al final de la presentación.

Primero, discutiré por qué es importante

seguir las

pautas de diseño adecuadas y tener un buen

diseño de PCB.

Luego, proporcionaré las

mejores prácticas

a seguir para optimizar la

conexión a tierra de PCB, mejorar el

rendimiento térmico

de la placa,

cómo elegir y colocar vías,

técnicas generales de enrutamiento, colocación de

condensadores de derivación y volumen

, y enrutamiento de etapa de potencia

y colocación de MOSFET.

Comencemos discutiendo por

qué es extremadamente importante tener un buen diseño de PCB

, especialmente

en aplicaciones de controladores de motor.

Si bien hay

muchos problemas que

pueden ocurrir debido a

un diseño deficiente de PCB

, cubriré algunos de los

problemas más comunes que pueden surgir.

Un diseño deficiente de la placa de circuito impreso puede

causar muchos problemas

, como un rendimiento térmico deficiente

, que

puede provocar que el

controlador del motor y otros componentes se

sobrecalienten y se

dañen potencialmente.

Otro problema con un

mal diseño físico

es el aumento del condensador

y el acoplamiento inductivo, que

puede degradar la integridad de la señal

y hacer que el

circuito no funcione como se esperaba.

El aumento del ruido común y

diferencial

fue otro problema causado

por un diseño deficiente de la PCB.

La siguiente diapositiva

presentará las pautas de diseño adecuadas

a seguir para mitigar los

problemas presentados en esta diapositiva.

La implementación de buenas

técnicas de conexión a tierra

es crucial para garantizar que se proporcione un

voltaje de referencia estable

al IC y

los componentes del circuito circundante

con ruido y otros aislamientos.

Los dos esquemas de puesta a tierra más comunes

son la partición y la rejilla.

En una

tierra de partición, la tierra

para las señales digitales, analógicas

y de alta potencia

están separadas.

Esta separación asegura

que las conexiones a tierra ruidosas

de las

señales de alta potencia no

interrumpan las sensibles

señales digitales y lógicas.

En un

esquema de tierra de rejilla, las almohadillas de tierra

son continuas en

toda la placa

para asegurarse de que cada señal

tenga una ruta de retorno de baja impedancia

a la fuente.

La

técnica de puesta a tierra adecuada a seguir

depende de la

aplicación de diseño.

Si la aplicación

es para alta potencia

, se recomienda utilizar

el esquema de suelo de partición.

Si la aplicación es

para potencia baja a media, generalmente se recomienda el

esquema de conexión a tierra de la red

.

La imagen de la izquierda muestra

un esquema de conexión a tierra en cuadrícula,

donde la conexión a tierra es común

entre las partes digital y eléctrica

de la placa.

La imagen de la derecha muestra un

esquema de tierra de partición,

donde la tierra digital o lógica

y la tierra de alimentación

están separadas.

Tenga en cuenta que no existe

una separación física completa

entre los dos motivos.

Los dos terrenos están

conectados en un solo punto,

que está indicado por las

líneas naranjas en la imagen.

Además de elegir el

esquema de conexión a tierra apropiado,

siempre existen técnicas generales de

conexión a tierra

que se deben seguir

al diseñar un diseño de PCB.

Se recomienda encarecidamente

tener un plano de tierra continuo.

Si la PCB tiene cuatro

capas o más,

tenga una capa dedicada

como plano de tierra

para garantizar que las señales

tengan la ruta de retorno más corta

a la fuente de alimentación.

Si la PCB tiene dos

capas o menos

, asegúrese de que la cantidad de

cobre de tierra en cada capa

sea maximizada y continua.

Enrute las señales y

coloque el componente de manera

que su

área de tierra esté maximizada

y que no haya

áreas de cobre de tierra

que estén físicamente separadas

del resto de la tierra.

Además, asegúrese de que se minimice la

discontinuidad del plano de tierra

.

Esto se puede lograr

enrutando cuidadosamente las trazas,

reduciendo la cantidad

de vías cuando sea posible,

colocando las vías

alejadas entre sí

y colocando los componentes de

manera que el

plano de tierra sea continuo en

toda la placa.

En

aplicaciones del mundo real, los controladores de motor

no son dispositivos ideales y

gran parte de su energía interna

se convierte en calor.

Este calor debe

tratarse eficazmente

antes de que se produzcan daños en

el controlador o en cualquier

componente circundante.

El diseño adecuado de la placa de circuito impreso puede

ayudar a dispersar el calor

y mantener el controlador del motor a

la temperatura recomendada.

Para comprender mejor

cómo dispersar eficazmente

el calor del conductor,

es importante comprender

los caminos que recorre el calor

desde el conductor.

La imagen superior derecha

muestra diferentes caminos

que toma el calor

del conductor.

Los caminos están representados

por flechas rojas.

Cuanto más grande es la

flecha, más

calor viaja a través de ese camino.

Como se puede ver en la

imagen, la mayor parte del calor

viaja hacia abajo desde la

almohadilla térmica del IC

y se extiende a través de las

capas internas y externas

de la placa.

Algo de calor viaja

desde los cables de unión

y a través de los cables

hasta las trazas de la capa superior.

Otra parte del calor

se disipa al aire libre

fuera de la PCB.

Para asegurarse de que el calor se distribuya de

manera uniforme por toda la PCB

y no se concentre

cerca del controlador,

aquí hay algunas

técnicas de diseño a seguir.

Si el IC tiene una

almohadilla térmica, asegúrese de

que el vertido de cobre de la capa superior

desde la almohadilla térmica

a los planos de conexión a tierra

sea continuo.

Las imágenes del medio a la

derecha muestran el impacto

en el rendimiento térmico

de un vertido continuo

frente a un vertido discontinuo.

Cuando el vertido se

corta por un rastro, el

calor se concentra

cerca del IC, lo que

resulta en temperaturas más altas.

Por otro lado, cuando

el vertido es continuo,

el calor puede fluir fácilmente a

través de ambos lados del dispositivo

y reducir la

temperatura cerca del IC.

Otra técnica para mejorar

la disipación térmica es utilizar

un vertido de cobre de 1,5 o 2 onzas

para el espesor del enchapado.

El aumento del grosor del enchapado

reduce

la

resistencia térmica efectiva, lo

que aumenta la

conductividad térmica del cobre.

Otra técnica consiste en utilizar

vías térmicas de conexión directa en

lugar de vías de alivio térmico.

La imagen inferior derecha muestra

una comparación lado a lado

del rendimiento térmico

de

las vías de conexión directa y alivio térmico.

Las vías de conexión directa

permiten la menor

resistencia térmica posible

entre la vía y las

capas de cobre, lo que ayuda a

lograr temperaturas más bajas.

Por último, se

recomienda utilizar vías térmicas de un tamaño de orificio mínimo de 8 mil

por 20 mil de diámetro

directamente debajo de la almohadilla térmica

para una conductividad térmica óptima.

Agrupe las

vías térmicas en matrices

cerca de las regiones de altas

concentraciones de calor

, como la almohadilla térmica

y las regiones cercanas al IC.

Las vías son un

componente esencial en cualquier diseño de maquetación.

Hay muchos tipos de vías,

pero en esta presentación,

nos centraremos en las

vías típicas de orificios pasantes,

ya que son las vías más comunes

utilizadas en los diseños de PCB de controladores de motor

.

A continuación, se muestran algunas pautas generales que se

deben seguir al utilizar vias.

Asegúrese de que las vías tengan un

área de cobre sólida expuesta en lugar de un área de cobre expuesta

a los radios o la red

.

La imagen etiquetada como 1

muestra los dos tipos de vía.

Las vías sólidas tienen un

área de cobre expuesta más continua, lo que

permite que la vía conduzca

la corriente de manera más eficiente.

Asegúrese de seleccionar el

tamaño

y la cantidad adecuados para las

necesidades actuales de capacidad.

La tabla etiquetada como 2

muestra la capacidad actual

para diferentes

tamaños de diámetro de orificio.

El tamaño del diámetro de la vía debe

ser al menos del mismo tamaño

que el ancho de la traza.

El tamaño del diámetro de la vía

, o el número

de vías para una

traza determinada,

debe aumentarse para permitir

que fluya más corriente

a la otra capa.

Si es necesario conectar un plano de alimentación o de tierra

a otra capa,

asegúrese de utilizar múltiples vías

o mediante costura.

Las multivías y las uniones a través

son útiles

para conexiones a tierra de bajo parásito

y conexiones de alta corriente.

La imagen 3 muestra un

ejemplo de múltiples vías.

Por último, no coloque vías

demasiado cerca unas de otras.

La imagen 4 muestra ejemplos de

espaciado bueno y malo entre vías.

Tener vías con una buena

separación permite

que el plano

sea más continuo

y que el

panel de señales se acorte.

Esta diapositiva presenta algunas

técnicas de enrutamiento importantes que se

deben seguir al diseñar

un diseño de PCB de controlador de motor.

La primera técnica consiste en

asegurarse de que las trazas de accionamiento de la puerta

sean lo más anchas

y cortas posible.

La recomendación es comenzar

con un ancho de traza de 20 milésimas de pulgada

para un espesor de recubrimiento de cobre de al menos 1.5 onzas

y aumentar

el ancho para corrientes más altas.

Para los controladores de puerta,

enrute la traza única

de la puerta del lado alto

y la traza del nodo del interruptor

lo más cerca

posible para minimizar la

inductancia, el área de bucle y el

ruido causado por cambios rápidos

y el voltaje inducido

por la conmutación.

Para controladores de motor

con FET integrados,

este enrutamiento se

optimiza internamente.

No utilice

trazos en ángulo recto, ya que

puede causar

problemas de interferencia electromagnética.

La imagen etiquetada

como 1 muestra ejemplos

de diferentes ángulos de traza y los

clasifica de mejor a peor.

Cuando sea posible,

utilice siempre una

técnica de lágrima cuando

haga la transición de vías

a almohadillas o de una

traza fina a una gruesa.

El uso de lágrima reduce

el estrés térmico

de la transición única.

Las imágenes etiquetadas como 2 muestran

un ejemplo de una lágrima.

Enruta trazas en

pares paralelos, también

conocidos como pares diferenciales,

cuando se enrutan alrededor de un objeto.

Por ejemplo, al enrutar las

señales de los amplificadores de detección de corriente

,

asegúrese de que las trazas

permanezcan lo más

juntas posible para evitar

cualquier impedancia diferencial

y discontinuidad

causada por trazas divididas.

La imagen 3 muestra un

ejemplo de enrutamiento de par paralelo bueno y malo.

Una última

técnica de enrutamiento general

es tener una conexión a tierra separada

para las partes analógicas y digitales

del circuito para

reducir el ruido del suelo.

La imagen 4 muestra una ilustración

de la topología de enrutamiento correcta e incorrecta

.

Los condensadores a granel y de derivación

son componentes importantes

en el diseño de un controlador de motor.

Los condensadores a granel ayudan a reducir

los transitorios de corriente de baja frecuencia

y almacenan la carga para

suministrar las grandes corrientes requeridas

por el sistema del motor.

Los condensadores de derivación se utilizan para

minimizar el

ruido de alta frecuencia en el

pin de alimentación del controlador del motor.

Esta diapositiva

mostrará algunas pautas

a seguir para seleccionar y

colocar los diversos

condensadores de derivación y de volumen que se

utilizan normalmente en un circuito de controlador de motor.

Coloque todos los condensadores a granel

cerca del punto de entrada de energía

de la placa.

Esto asegurará que se supriman los

transitorios de baja frecuencia

antes de que se

adentren más en la PCB.

Al seleccionar la

capacitancia global,

siempre considere

la corriente más alta

requerida por el sistema del motor

, la

ondulación del voltaje de suministro y el tipo de motor.

Para los controladores que tienen

bombas de carga integradas,

coloque los

capacitores de la bomba de carga o los

capacitores de arranque lo más cerca

posible del controlador.

Esto asegurará que se minimice la

impedancia de la inductancia traza entre los

condensadores y los

pines de la bomba de carga en el

controlador.

La impedancia inductiva de traza alta

puede causar oscilaciones no deseadas

que pueden afectar el

rendimiento de la bomba de carga.

Asegúrese de que los

condensadores de derivación locales

estén en la misma capa

que el controlador IC

y cerca del controlador.

Esto es para garantizar

que las

trazas de señal entre los

condensadores de derivación y el IC

estén en la misma capa

sin la necesidad

de utilizar vías, lo que puede aumentar

la inductancia en la traza.

La imagen 1 muestra un esquema

donde

deben ubicarse los condensadores de derivación a granel locales.

Tenga en cuenta que el condensador

del valor más bajo

se coloca más cerca del IC.

Evite colocar vías entre

el condensador de derivación

y el controlador.

Vias aumentará

la inductancia

en el

bucle de alta corriente, lo que no es ideal.

La imagen 2 muestra un ejemplo

de desvío bueno y malo.

En la etapa de potencia, use

pequeños condensadores cerámicos

para atenuar los

transitorios de alta frecuencia que ocurren cuando

el puente de borde está cambiando.

La imagen 3 muestra un esquema

de la etapa de potencia

y dónde se

debe colocar el condensador.

Asegúrese de minimizar

los bucles de alta frecuencia

tanto como sea posible.

Si el dispositivo tiene

amplificadores de detección de corriente integrados,

coloque condensadores de filtrado

cerca de las

clavijas de detección para filtrar el

ruido de la señal.

Se recomienda un condensador de alrededor de un

nanofaradio.

Para dispositivos con

reguladores de voltaje, se

deben colocar pequeños condensadores cerámicos

cerca de la

salida del regulador.

Siempre asegúrese de

minimizar el

bucle de retorno de tierra al

pin de tierra del dispositivo.

La ubicación y el diseño

de la PCB de los MOSFET de potencia

es muy importante,

especialmente para que los controladores de puerta

garanticen la funcionalidad correcta

en el sistema del controlador del motor.

Para dispositivos con

MOSFET integrados,

el diseño y la ubicación

se optimizan internamente.

Esta diapositiva

mostrará algunos

ejemplos de diseño básico, basados en

arquitecturas de controladores de motor comunes.

La pauta más importante

a seguir

es colocar los

MOSFET de tal manera

que se minimice el área de los

bucles de alta frecuencia

.

Las imágenes 1 y 2 muestran

ejemplos de diseño recomendados de configuraciones

de medio puente y

medio puente lado a lado

, respectivamente.

La parte izquierda de cada imagen

muestra un ejemplo

de diseño de paquetes MOSFET iniciales,

y la parte derecha

muestra un ejemplo de diseño de

paquetes MOSFET sin plomo.

Tenga en cuenta que en ambos

ejemplos, los MOSFET

se colocan muy

cerca uno del otro

para reducir el

área del bucle de alta corriente

y las inductancias de trazas parásitas.

Las inductancias parásitas

en la etapa de potencia

deben minimizarse para

reducir las oscilaciones de timbre del nodo de conmutación

.

El timbre del nodo de conmutación

es la oscilación OC

que se produce en el nodo de conmutación,

que es un nodo al que

está conectado el terminal del motor.

Estas oscilaciones

son indeseables

y pueden causar un alto ruido EMI y

crear voltajes de sobreimpulso y subimpulso

, que pueden violar

las clasificaciones máximas absolutas

del MOSFET.

La imagen 3 muestra

parásitos comunes, como la inductancia

en el drenaje y los

rastros de la fuente que se encuentran en un medio puente.

La mejor manera de minimizar el

timbre del nodo de conmutación

es mediante un diseño cuidadoso de la PCB.

Utilice medidas externas

, como reducir la velocidad de respuesta

o incluir

amortiguadores RC externos

para minimizar el timbre del nodo de conmutación

cuando sea necesario.

La velocidad de respuesta se puede

reducir colocando una resistencia

en la puerta MOSFET o utilizando la tecnología

Smart Gate

Drive de Texas Instruments que

permite un fácil ajuste de la

velocidad de respuesta.

Otra solución para

minimizar el timbre del nodo de conmutación

es colocar un

circuito amortiguador entre el drenaje

y la fuente de

cada MOSFET, que

puede ayudar a filtrar las

oscilaciones indeseables.

Como se mencionó anteriormente

, se

recomienda encarecidamente optimizar

el diseño de la fast turn pcb china – https://szeastwin.evlla.com – para reducir

la ruta del bucle de alta corriente.

El bucle de alta corriente

en la etapa de potencia

se muestra mediante la

ruta roja en la Imagen 4.

Esta ruta de bucle se puede

minimizar utilizando trazos anchos y cortos

y reduciendo el número de

saltos de capa en el bucle.

Gracias por ver esta

entrega de la serie Texas

Instruments Precision Lab

sobre controladores de motor.

Para obtener más información sobre los temas

cubiertos en este video de capacitación,

lea el informe de la aplicación “Mejores prácticas para el

diseño de placas de controladores de motor

” que

se enumera en la

diapositiva de recursos de esta presentación.

Además, para obtener más información sobre los

recursos técnicos de controladores de motor

y explorar el

catálogo de productos de controladores de motor de Texas Instruments

, visite la

página de controladores de motor en ti.com.

5 Responses to pcb production prototype pcb assembly china

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    The truth is that the Chinese government does not have
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    in the field, and the fact that the government snugly manages foreign investment in the financial field certainly does not
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    China’s federal government is specifically tight-lipped when it comes to
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