Re: pravidla navrhu - blokovací kondensátory

Čtvrtek Srpen 1 01:06:00 CEST 2024

No jasne. A proc u aut davat brzdy na vsechny 4 kola kdyz staci leve zadni ....
Pozadavek na zarizeni neni jenom funkcnost, ale odolnost proti ruseni
a splnění limitů pro vyzařování. Ani velikost kondenzatoru neni pevne
dana jak to dela soused od vedle ale pocita, se. Linejsi clovek si
precte doporuceni vyrobce v aplikacnim listu ....

čt 1. 8. 2024 v 0:31 odesílatel Pavel Kořenský
<pavel.korensky na dator3.cz> napsal:
>
> Zdravím,
>
> vím, že doba se změnila a tam kde dřív bylo zvykem dávat klasických 100
> nF keramiku se dneska dává 10uF tantal + 10nF keramika.
> Ale je to opravdu nutné mít u každého IO ?
> Chápu, že to je něco jako "best practice", ale dle mého skromného názoru
> to dost komplikuje návrh plošného spoje (protože ty kondíky si vezmou
> fůru místa) a celkem to prodražuje celé řešení. Asi jsem ze staré školy,
> ale tak nějak mám podvědomě naučeno, že cena pasivních součástek na
> desce by neměla být srovnatelná s cenou těch aktivních, měla by být spíš
> zanedbatelná. Ale to je asi moje 40 let staré myšlení.
>
> Zdraví PavelK
>
>
> Dne 31.07.2024 v 23:33 Pavel Kutina napsal(a):
> > Hezké shrnutí, ještě by se mi tam líbila poznámka o dimenzování
> > součástek - teď jsem na dovolené, takže nemám firemní standardy po
> > ruce, ale typicky:
> > - napěťově dimenzovat elektrolyty na minimálně 1.3-násobek provozního
> > - keramiky a tantaly min. dvojásobek
> > - MLCC tři a více
> > - rezistory výkonově miniálně 1.3x, napěťově 2x
> >
> > atd...
> >
> > Samozřejmě - každé pravidlo má svoji výjimku, ale když už ji dělám,
> > musím vědět proč a musím to umět obhájit (ať už sobě, nebo oponentovi,
> > je-li).
> >
> > Dá se toho najít dost, ale díky za ten seznam, hodí se.
> >
> > Pavel Kutina
> >
> >
> >
> > ----- Original Message ----- From: Vojtěch Petrucha
> > To: hw-list na list.hw.cz
> > Sent: Wednesday, July 31, 2024 3:12 PM
> > Subject: pravidla navrhu
> >
> >
> > zdravim,
> >
> >
> > studenti řeší bakalářské, diplomové práce a jiné projekty. často něco
> > navrhují, pájí, oživují..
> > pořád s nimi člověk řeší při návrhu ty samé věci.. už mě to trochu
> > nebaví, člověk pak nemá energii projevit více invence na daný
> > konkrétní problém. sepsal jsem pár hesel, vychází mi to na 2 strany
> > A4, které bych je donutil před danou činností přečíst, třeba by to
> > trochu pomohlo...
> > tak prosím, pokud by měl k tomu někdo nějaké poznámky na co zásadního
> > jsem zapomněl, nebo co je zásadně špatně :-) není cílem se příliš
> > rozepisovat, nechci z toho dělat román na pokračování, to by pak zas
> > nečetli..
> > používají KiCAD a z charakteru prací se jedná v 99% případů u
> > prototypy, které musí ideálně fungovat, protože na verzi 2, se najde
> > čas a energie jen velmi vyjímečně.
> >
> > díky
> > v.
> >
> >
> >
> >
> > schéma
> >
> >
> > * RTFM - od všech použitých součástek, projít doporučená zapojení a
> > aplikační nóty, doporučené rozložení součástek na DPS, mrknout na
> > zapojení development kitu od výrobce
> > * napájení - na vstupu něco jako  indukčnost+pojistka+ varistor+
> > kondenzátor + transil (hodnoty dle výkonu), zamyslet se jestli je
> > vhodné přidat ochranu proti přepólování (dioda, pojistka, MOSFET...)
> > * pokud je v návrhu spínaný zdroj, tak na jeho výstup zenerka
> > (výkonovější, třeba 0.6-1W)  např. 5V6 pro 5Vout
> > * pokud je tam LDO - ověřit v datasheetu, jaké umí kondenzátory,
> > jestli může mít lowESR keramiku na výstupu, na výstupu opět
> > výkonovější zenerka (např. 3V6 při 3V3 out)
> > * digitální signály - ke zdroji signálu typicky dát rezistor typ. 220
> > Ohm (47-470 Ohm dle účelu), platí pro SPI, UART, rozvody hodin a
> > další... (hlavně rychlé, déle aktivní signály...)
> > * signály kde hrozí přímá interakce s uživatelem ochránit nějakou ESD
> > ochranou
> > * signály, které vedou třeba na čelní panel nebo dále ven ze zařízení
> > lépe zapojit přes nějaký další prvek - např. LED přes tranzistor,
> > vstup přes buffer apod (právě kvůli ESD, méně resetů MCU vlivem blesků..)
> > * myslet na diagnostiku při oživování - do napájecích větví přidat smd
> > jumper propojky, kterými lze izolovat části obvodu, přidat testpointy
> > (např. malý through-hole pad) na sběrnicové a další signály
> > * myslet na autodiagnostiku zařízení - pokud je tam MCU s volným ADC
> > tak měřit třeba napájecí a další napětí
> > * ještě jednou zkontrolovat, že nejsou přehozené +- u OZ, jejich
> > napájecí pady, in/out u stabilizátorů apod.
> > * u každé aktivní součástky mít alespoň jeden kondenzátor (100nF) nebo
> > lépe kombinaci 10nF/10uF v případě preciznější analogové součástky,
> > napájení lze oddělit například rezistorem 10 Ohm pro lepší filtraci
> > napájení a zamezení šíření rušení, případně 0805 tlumivkou 10uH (pozor
> > na možné vazbení mg. rušení do té části obvodu..)
> > * pokud je v obvodu STM32, zapojit SWD s pinoutem dle Nucleo boardu
> > (Vcc, SWCLK, GND, SWDAT, NRST), vhodně zapojit NRST (R/C ), ověřit zda
> > je tam BOOT0 pin a jeho případné ošetření (R na GND).
> > * pokud je v obvodu STM32 - pokud je krystalový oscilátor tak zapojení
> > krystal + 1xR + 2xC, pozor na rozložení země pokud je použit low power
> > RTC 32kHz krystal
> > * myslet na možný vzdálený update firmware, použít UART který to
> > umožňuje, apod.
> > * pokud chci seriózněji používat ADC, použít externí referenci, např.
> > něco jako LM4040, u vstupů mít R a C
> > * hierarchické kreslení schéma používat s rozumem - pro opakující se
> > bloky, pokud se celé schéma vleze pohodlně na A4, tak žádné
> > nepoužívat, jen bloky třeba graficky oddělit čárkovanou čarou a popisem
> > * používat LABELy pro vedení signálu, s názvem, který rozumně
> > charakterizuje daný signál, např. MOSI_OLED
> > * zkontrolovat že RXD vede na TXD a naopak, pokud je v zapojení UART,
> > stejně tak např. MOSI že vede na vstup slave. zkontrolovat že všechny
> > LABELy u periferií mají protějšek, např. na MCU
> > * přidat na vhodné místo(a) elektrolytické/tantalové kondenzátory -
> > zásobárna energie, pro výkonovější věci
> > * mít v zapojení nějaké indikační/diagnostické LED, např. na 3V3
> > větvi, na MCU pro ladění programu, indikaci běhu apod.
> > * přidej do schématu samostatné piny a přiřaď jim footprint montážního
> > otvoru, možná na ně pak nezapomeneš při kreslení DPS
> > * vysvětlující popisky ve schématu, například výpočet děliče pro
> > stabilizátor napětí, časová konstanta pro filtr, odpor k LED dává jaký
> > proud/svítivost apod. u preciznějších součástek uvádět poznámky (<2ppm
> > TC, X7R, 2W, 125°C varianta, verze B, thin-film,  apod. )
> > * rezistory pro nevýkonové aplikace 0603, 0805, 1206 tam kde je
> > potřeba... precizní rezistory mohou být lepší v drátovém provedení
> > (menší mechanický stres při ručním pájení), kondenzátory - blokovací
> > 100nF 0603/0805 pouzdro, 10uF/10V lze 0805 na větší napětí již 1206,
> > pozor na footprint pro tlumivky - nutno zvolit dle Isat, R, čím větší
> > proud tím větší pouzdro! 0603/0805/1206 tlumivky pouze pro filtrování
> > nevýkonových napájení, ne jako akumulační indukčnost v DCDC měniči.
> > * pokud mám na MCU volné vývody a nejedná se o velikostně kritickou
> > aplikaci, přivedu je na nějaké konektory nebo pady, které se neosadí,
> > ale v případě rozšíření nebo nutnosti změny zapojení mohou pomoci
> > * při výběru součástek / přiřazování pouzder (footprintů) preferovat
> > ne BGA verze (pro naši školní spíše prototypovou výrobu), vývodové
> > (TQFN) před typy QFN, případně QFN které mají vývody dostupné z boku
> > před součástkami, které mají vývode pouze zespod a ještě dále od hrany
> > pouzdra
> >
> >
> >
> >
> >
> >
> >
> >
> > plošný spoj
> >
> >
> > * typicky bude TOP-horní vrstva pro vedení max. množství signálů a
> > umístění SMD součástek, spodní vrstva BOT  jako GND ve formě rozlité
> > země, s minimem přerušení. V případě 4-vrstvého PCB: TOP (SMD a
> > signály), IN1 (GND), IN2 (rozvody napájení - formou rozlité země), BOT
> > (zbytek signálů respektive součástek, i zde ideálně rozlitá GND).
> > 6-vrstvá PCB: dle potřeby (TOP-součástky a signály, IN1 - GND, IN2 -
> > napájení, IN3 -další signály (pozor pokud zde bude chyba, nepůjde spoj
> > „přeškrábnout..“), IN4 - GND, BOT- součástky a signály)
> > * zadefinovat si více tlouštěk spojů, např. 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1.2;
> > 1.6; 2.4; 3.2 a 5 a tyto patřičně používat - pro nevýkonové rychlé
> > digitální signály 0.2-0.4, pro napájecí a pomalé a statické signály
> > klidně větší tloušťku, například širší spoj vedoucí k nožičce SMD
> > součástky pomáhá ten spoj chránit
> > * zadefinovat si vlastní prokovy, např. 0.6mm průměr a 0.3 mm díra
> > (menší jen ve velmi odůvodněných případech). Prokovy na GND použít na
> > připojení země k součástkám, ideálně co nejblíže padu to jde, ale ne
> > přímo v padu (může komplikovat strojové pájení - odsátí pájky)
> > * pozor při požadavku na frézování 4 a více vrstvých PCB - nemít spoje
> > a rozlité vodivé v místě řezu - hrozí zkrat např. při deformaci okraje
> > DPS, použít alespoň 0.5mm mezeru..
> > * součástky skládat tak jak na sebe navazují ve schématu, aby spoje
> > mezi nimi byly co nejkratší, soustředit se na prvotní zapojení
> > důležitých věcí (např. blokovací kondenzátor, smyčka kudy teče proud u
> > step-down měniče) a až pak ty další (Enable signál, indikační LED )...
> > tu smyčku DCDC měniče zapojit v TOP vrstvě, nechodit zbytečně přes
> > prokovy, pokud to není nutné (RTFM - vzorový návrh výrobce)
> > * nedávat citlivé zpracování signálu vedle výkonového spínaného
> > zdroje, promyslet celkové rozložení PCB i s ohledem například na
> > galvanickou izolaci některých částí. nejdříve rozmístit všechny
> > součástky, nechat si to zkontrolovat a až pak pokračovat taháním spojů
> > - fáze rozmístění součástek je velmi kritická, vyplatí se jí věnovat
> > více času.. Autorouter používat pouze ve velmi odůvodněných případech
> > * GND pro sondu (stačí bod, i neprokovený, vícekrát, třeba u míst kde
> > se předpokládá měření)
> > * popisky - všechny součástky, konektory...  měřicí body (TPxx), u
> > konektorů lze přidat (zjednodušený) pinout, nebo alespoň výrazné
> > označení pinu č.1, přidat jméno autora, laboratoře, školy, datum, verzi
> > * využívat možnost zobrazení 3D modelu - lépe vizualizuje výslednou
> > DPS, na návrhu velmi hustě vypadající rozložení součástek se tak
> > nemusí jevit, lze vylepšit rozložení...
> > * při použití rozlití GND a napájení  - nemusí být vždy vhodné mít
> > celistvou plochu, ale může být lepší oddělit výkonové věci od
> > citlivých analogových nebo digitálních (AnalogGND, DigitalGNG,
> > PowerGND...)
> > * výsledný obrys PCB se snažím přizpůsobit nějaké krabičce, do které
> > zařízení plánuji umístit - nejdříve si zhruba rozložím součástky,
> > vidím velikost, vyberu krabici a podle ní udělám finální rozměr PCB
> > (pozor na rozumné tolerance rozměrů) a pak využiji dostupné místo,
> > například více oddálím některé bloky... pokud se bude PCB zasouvat do
> > drážek v extrudované krabičce nechám nedávám tam v tom místě spoje
> > * zvážím rozmístění ovládacích/indikačních prvků na PCB tak, aby se
> > nemusely připojovat vodičem, ale byly rovnou na PCB, LED lze dát do
> > mechanických držáků, např. D-SUB konektory na delších nožičkách
> > poskytnou trochu flexibility při montáži
> > * pokud má nějaká výkonová součástka „Thermal Pad“ tak jej připojuji
> > pomocí více prokovů (vias) na požadovaný potenciál - často GND, ale
> > může být i nejzápornější potenciál v obvodu, nebo jiný...zkontroluji
> > správné odmaskování
> > * citlivější části obvodů, vstupy součástek lze různými způsoby
> > chránit - smyčkou vodivé cesty například vstup integrátoru (na cestě
> > pak není nepájivá maska), frézováním drážek lze také omezit povrchové
> > proudy, frézováním lze zamezit mechanickému stresování součástek
> > (napěťové reference, precizní analogové obvody), frézováním lze
> > vytvořit „ostrůvek“ který lze tepelně izolovat nebo provizorně
> > termostatovat přidáním např. 3D tištěné krabičky. Promyslím, na jaký
> > potenciál připojím kovovou krabici - připravím si patřičný pad na PCB.
> > * velmi citlivé části obvodů nebo třeba vf obvody lze uzavřít do
> > stíněných kovových krabiček, na DPS se umístí pružinové držáky těchto
> > prvků, zapájení po celém obvodu až případně na konec po úspěšném
> > otestování
> > * velké toroidní tlumivky nebo transformátory lze upevnit pomocí
> > vázacích provázků přes vhodně umístěné otvory v PCB
> > * pokud mi to při routování spojů „nevychází“ tak se zamyslím, jestli
> > nelze upravit zapojení - prohodit nožičky na MCU (viz třeba CubeMX
> > configurátor - alternativní rozložení pinů). Na MCU lze například
> > některý signál vést přes jinou nožičku MCU, která bude nastavená do
> > režimu, že jí to bude jedno...
> > * použij DRC, projdi všechny ERRORy i WARNINGy
> >
> >
> >
> > _______________________________________________
> > HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz
> > Hw-list na list.hw.cz
> > http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
> > _______________________________________________
> > HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz
> > Hw-list na list.hw.cz
> > http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
>
>
> _______________________________________________
> HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz
> Hw-list na list.hw.cz
> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list