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功率计量芯片LAYOUT指南
合力为小默 | 2019-09-25 15:12:40    阅读:160   发布文章

地线的处理

计量芯片是模数转换芯片,本质上属于ADC类,它是将模拟信号转换成数字信号,所以对噪声的处理比较严格

将PCB的地分为三类:

1、 采样电阻的地

2、 计量芯片及计量芯片外围电路的地

3、 5V电源地和其它数字电路的地

 

这三路地原则上是通过走星形线的方式,分三路,然后在原点汇集,这样每一路的电路回路都是单独的,互相不干扰,这样布线的好处是不会将其它电路的噪声引入到计量采样电路内。如果由于面积限制,达不到3路星形走线,那么第1路和第2路可以合并成一路,或者将第2路和第3路合并成一路,在面积允许的条件下,优先是分三路

下图是HLW8112为例的参考布局图:

LAYOUT指南-01.jpg

 

LAYOUT指南-02.jpg

 

什么是电路回路

电路回路,即闭合回路,每个回路必须是闭合的才能有效。简单的说一个回路即一个接通的电路,一个电路中的电流必须从正极出发经过整个电路,当然电路中必须有电阻,否则就会形成短路,经过所有的电器回到负极这就形成了一个闭合回路。

电路回路,如下图所示,下图其实有4个单独回路,其实3回路和4回路可以合并成个回路。

 

 

LAYOUT指南-03.jpg


 

 

 

 

 

 

 

 

 

差分信号线的处理

差分信号线应走平行线,且两条平行走线应当尽量靠近,这样可以减少外部信号的干扰;

 

正确的走线(从采样电阻Pad上引出差分信号线)

LAYOUT指南-04.png

 

错误的走线方式(没有从采样电阻Pad上引差分线):

LAYOUT指南-05.png

 

 

 

 

 

 

多路芯片使用时的地线布局

在使用多路计量电路的设计中,同样需要注意GND的处理,如果布局不合理,每一路计量电路就会相互产生干扰。为避免每一路计量电路之间的相互干扰,地线需要采用星形地线的布局方式,参考布局方法如下:

正确的连接方式:

LAYOUT指南-06.png

错误的联接方式:

LAYOUT指南-07.png

抗EMI处理

如果搞干扰或对外辐射不通过,可以在计量芯片的电源地和入口地之间增加一个磁珠,如下图所示位置

LAYOUT指南-08.jpg

如何判断PCB噪声的影响

       PCB的噪声可以通过空载时测试的功率、电压和电流值判断出来,一般这个空载值,也就是我们样机的最小测量值(或叫起测值),低于这个值的数据,是测量不出来的,因为实际信号己经被噪声掩盖了。

       那么我们如何判断样机还有没有改善的空间呢,这个可以将实测数据和厂家给出的数据做对比,如果噪声高出比较多,那么说明PCB带来的噪声比较大,可以通过改进PCB来解决。

      

下表是HLW8110和HLW8112的数据;

LAYOUT指南09.jpg

下表是HLW8012和HLW8032的数据;

LAYOUT指南-10.jpg

       一般HLW8012的电流最小测量值在50-80mA,功率最小测量值在0.3-0.6W之间,如果我们样板的实际测量值超过上述最小电流值和最小功率值比较多,那么需要检查PCB是否有违反设计规则的LayOut线条,通过改善PCB进而减小噪声。

 

 

 

 


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廖工  2019-11-07 17:02:31 

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