Idées pour le routage d'une alim à sorties multiples

[Tchaybatchevv]

Bonjour à tous,

J'ai conçu (au stade de schémas) une alimentation (pour une carte de commande,appelons là ainsi) qui délivre les tensions suivantes :

Un montage à découpage Boost qui délivre 26V@700mA ;
Un Buck qui délivre 12V@1A ;
Un Buck qui donne 15V@700mA ;
Un régulateur linéaire qui délivre 5V@30mA ;
et enfin un convertisseur ICL7660 qui me donne -12V@50mA (tiré du buck 12V).
Tout ces circuits auront comme source une batterie de 24V.

Je souhaite regrouper le tout sous une seule carte Power ayant différentes sorties + GND bien sur. Ces sorties iront dans un connecteur de type 5 broches (genre une nappe qui viendra ensuite s'enficher dans un autre connecteur de même type sur la carte de commande, j'espère que vous voyez ce que je veux dire :/ , c'est à peu près pareil que dans les alimentations de PC qui alimentent la carte mère).

Je vais utiliser des plans de masse et de puissance pour chaque tension de sortie sur un PCB de deux couches maximum.
De là je me pose une question, vu l'utilisation d'un connecteur avec des broches serrées, vu l'utilisation de plan et non pas de pistes pour le routage, ma question est : comment faire la jonction entre "plan" et "broche" du connecteur ? Une simple piste de cuivre ? ne va t-elle pas bousiller l'aspect CEM des plans ?

J'espère que ma description du problème est assez claire :/ et merci d'avance
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[Tchaybatchevv]

euh petite rectification, le connecteur à 6 broches et non 5. Merci

[Antoane]

Bonjou,

en attendant que quelqu'un de plus compétent réponde :
Tu n'as effectivement pas vraiment le choix : en double couche, ton plan de masse sera imparfait et relié par une simple piste au connecteur. Avec 4, 6 couches ou plus, tu aurais eu un résultat plus propre avec une ou plusieurs couches uniquement dédiées à la masse.
Cependant, un bon filtrage des alim au niveau des deux cartes assurera que le courant circulant dans la nappe sera purement dc et donc peu polluant.

[Tchaybatchevv]

Bonjou,

en attendant que quelqu'un de plus compétent réponde :
Tu n'as effectivement pas vraiment le choix : en double couche, ton plan de masse sera imparfait et relié par une simple piste au connecteur. Avec 4, 6 couches ou plus, tu aurais eu un résultat plus propre avec une ou plusieurs couches uniquement dédiées à la masse.
Cependant, un bon filtrage des alim au niveau des deux cartes assurera que le courant circulant dans la nappe sera purement dc et donc peu polluant.

Bonjour Antoane,
Merci pour ta réponse je commençais à désespérer que personne ne réponde.
A ton avis, utiliser pour chaque tension une GND qui lui est propre est-ce primordial ?
J'ai aussi lu dans une datasheet d'un régulateur à découpage que je devais utiliser deux plans de masse (AGND & PGND) et les relier ensuite en un seul point (routage de masse en étoile). Alors mettre une masse pour la partie puissance et une autre pour les signaux ça je saisi bien, mais les relier ensuite ensemble...ceci j'ai beaucoup de mal à le comprendre. Peux-tu m'éclairer stp ?

Merci.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

A ton avis, utiliser pour chaque tension une GND qui lui est propre est-ce primordial ?

Ca dépend de l'usage des tensions.
Exemple 1. :
Un circuit de commande alimenté en 3.3 V gère l'alimentation d'une grosse résistance chauffante alimentée en 24 V. Si la tension alimentant le circuit de commande vaut effectivement 3.3V au niveau du régulateur, elle vaut un peu moins au niveau du circuit alimenté à cause de la chute de tension dans le cablage. Si le GND est commun, le (fort) courant alimentant la charge risque d'engendrer une forte chute de tension dans le fil de masse et ainsi de transformer le 3.3 V en 3 V.
Exemple 2. :
Tu alimentes un circuit logique en 3.3 V et a besoin d'une tension de polarisation (i.e. ne fournissant que quelques mA) en complément. A priori, il est alors inutile de séparer les masses.

J'ai aussi lu dans une datasheet d'un régulateur à découpage que je devais utiliser deux plans de masse (AGND & PGND) et les relier ensuite en un seul point (routage de masse en étoile). Alors mettre une masse pour la partie puissance et une autre pour les signaux ça je saisi bien, mais les relier ensuite ensemble...ceci j'ai beaucoup de mal à le comprendre. Peux-tu m'éclairer stp ?

Si tu ne relies pas les masses, il n'y a pas de référence de potentiel commune aux différentes sections du circuit du régulateur, il ne fonctionnera donc pas. Toutes les masses doivent être reliées ensembles, en (au moins) un point -- sauf si deux circuits peuvent être entièrement isolés, ce qui n'est à priori possible que s'il y a usage d'un transfo, d'un optocoupleur (ou éventuellement de condensateurs, comme pour une pompe de charge ou un driver à liaison capacitive).

[Tchaybatchevv]

J'ai réalisé ce petit schéma de l'architecture générale de la main power ( j'espère qu'il ne fatigue pas les yeux je viens de le faire maintenant sur un bout de papier :/). tient-t-il la route ?
Merci beaucoup.

[Antoane]

Bonsoir,

Si tes convertisseurs ne sont pas isolés et que les masses sont reliées sur les deux cartes, tous tes fils de masse se retrouveront en parallèle et tu n'auras pas gagné grand chose car le courant se dispersera entre les différents fils.

[Partoutatis57]

Bonjour,

Au vu des courants mis en jeu, ne vaut-il mieux pas faire un bon gros plan de masse commun à toutes les alims ?
Surtout que la masse de la batterie sera directement reliée aux bornes de sortie (petite erreur sur le schéma).

[Tchaybatchevv]

Bonjour à tous,

Vos réponses appellent quelques explications : D'abord oui il y a une erreur sur le schéma : la masse de la batterie n'est pas reliée directement à la masse du connecteur de sortie. Sachant aussi que chaque convertisseur (qui n'est pas isolé) aura son propre plan de masse et chaque tension (courant) qu'il est supposé délivrer ira alimenter un circuit propre sur la carte de commande (qui en comporte plusieurs "circuits"). Sauf que, les différents circuits qui composeront la carte de commande auront une masse commune. Voilà un peu comment je compte faire. Aidez-moi SVP , si c'est possible de me donner des solutions pour le câblage de la carte d'alimentation.
Merci beaucoup.

[Antoane]

Bonjour,

autrement que par l'alimentation, il n'y a donc aucun lien entre les "trucs" alimentés par chaque tension d'alimentation ?
Autrement dit : le truc alimenté en 12 V n'est aucunement relié au truc alimenté en 5V, ni à celui alimenté en 26 V, etc ?
Dans ce cas, ton schéma convient. Il sera alors préférable de totalement séparer les masses sur la carte de commande et il faudra seulement dimensionner les différents fils de masse en fonction du courant y circulant.

Sinon : il n'y a pas de réponse générale, cela dépend des circuits alimentés (comme l'indique les exemples donnés dans mon message #5). Il faudrait alors un schéma bloc (spécifiant la consommation de chaque bloc) détaillé de la carte de commande.

[Tchaybatchevv]

Bonjour,

autrement que par l'alimentation, il n'y a donc aucun lien entre les "trucs" alimentés par chaque tension d'alimentation ?
Autrement dit : le truc alimenté en 12 V n'est aucunement relié au truc alimenté en 5V, ni à celui alimenté en 26 V, etc ?
Dans ce cas, ton schéma convient. Il sera alors préférable de totalement séparer les masses sur la carte de commande et il faudra seulement dimensionner les différents fils de masse en fonction du courant y circulant.

Sinon : il n'y a pas de réponse générale, cela dépend des circuits alimentés (comme l'indique les exemples donnés dans mon message #5). Il faudrait alors un schéma bloc (spécifiant la consommation de chaque bloc) détaillé de la carte de commande.

Ok Antoane Je vais t'embéter encore un peu et te faire le schéma de la carte de commande avec ces différents "truc" et leur consommation respective

[Tchaybatchevv]

Voici le schéma de la carte de commande.
Chaque bloc correspond à un circuit avec en noir la tension qui l'alimente et en rouge le courant théorique maximum qu'il va consommer. Par exemple le NE555 du haut va soutirer 30mA au convertisseur qui délivre les 12V, ect.
Merci.

[Tchaybatchevv]

Personne pour m'aider ?

[Antoane]

Bonjour,

Je n'ai jamais travaillé en RF, donc à prendre sans certitudes :

Tu travailles avec un ampli RF "tout fait", en module, où c'est toi qui fais le routage et soudes les composants ?

D'une manière générale : tu as des alimentations consommant assez peu et tolérantes sur les tensions, le tout sans signaux très sensibles -- mis à part entre le VCO, l'ampli et la sortie.
Je ferais donc un unique plan de masse de qualité, c'est à dire couvrant toute une face du PCB, et routerait le reste comme possible, en ajoutant si besoin des straps (réalisant ainsi une 3e et 4e couches de cuivre artificielles). Le routage des alims ne sera pas trop critique, sauf celle de l'ampli (et du VCO ?). Dans tous les cas un bon découplage est à prévoir.

Mais ce serait mieux si qqn de plus compétant confirmait

[Tchaybatchevv]

Bonjour Antoane et merci de m'avoir répondu ça me soulage un peu

Tu travailles avec un ampli RF "tout fait", en module, où c'est toi qui fais le routage et soudes les composants ?

Oui l'ampli RF est tout fait ( ampli pour le GSM) qui nécessite quelques composants externes pour le découplage. Là y a rien de sorcier tout est dans la datasheet. Je n'ai lu aucune contrainte spécifique quant à la qualité des tensions d'alimentation des ampli.

tu as des alimentations consommant assez peu et tolérantes sur les tensions, le tout sans signaux très sensibles -- mis à part entre le VCO, l'ampli et la sortie.

Pour des questions d'adaptations, le VCO, l'amplificateur et la sortie devront être reliés en 50 ohms pour garder le niveau de puissance maxi. Je compte utiliser des câble coaxiaux de petite dimension et dont l'âme (le fil qui transporte le signal) sera soudée directement sur la piste. De plus, il y aura un atténuateur en T pour attaquer l'amplificateur avec une puissance RF adéquate ( l'atténuateur sera en SMD).

Je ferais donc un unique plan de masse de qualité, c'est à dire couvrant toute une face du PCB, et routerait le reste comme possible, en ajoutant si besoin des straps (réalisant ainsi une 3e et 4e couches de cuivre artificielles). . Dans tous les cas un bon découplage est à prévoir.

Je compte utiliser des capacités disque de 10nF à 100nF entre l'entrée et la masse de chaque bloc du circuit. C'est bon ?

Le routage des alims ne sera pas trop critique, sauf celle de l'ampli (et du VCO ?)

Je le pense aussi vu que je n'ai rien lu de spécial dans les datasheet. Mais à ton avis, pour la carte d'alimentation, chaque bloc devra avoir sa propre masse c'est mieux non ?


Merci beaucoup Antoane tu es presque le seul à porter attention à mon topic. Peut-être que tu pourras inviter d'autres spécialistes à donner une petite intervention j'abuse

[Antoane]

Pour des questions d'adaptations, le VCO, l'amplificateur et la sortie devront être reliés en 50 ohms pour garder le niveau de puissance maxi. Je compte utiliser des câble coaxiaux de petite dimension et dont l'âme (le fil qui transporte le signal) sera soudée directement sur la piste. De plus, il y aura un atténuateur en T pour attaquer l'amplificateur avec une puissance RF adéquate ( l'atténuateur sera en SMD).

On peux faire des pistes d'impédance contrôlées en PCB, tu peux demander à Google de te parler de stripline. eg. http://www.analog.com/media/en/train...als/MT-094.pdf

Je compte utiliser des capacités disque de 10nF à 100nF entre l'entrée et la masse de chaque bloc du circuit. C'est bon ?

Du SMD, X7R, c'est mieux. Attention au routage, critique, il faut minimiser l'inductance série.
Pour le VCO et l'ampli : je ne sais pas, voir la datasheet.

Je le pense aussi vu que je n'ai rien lu de spécial dans les datasheet. Mais à ton avis, pour la carte d'alimentation, chaque bloc devra avoir sa propre masse c'est mieux non ?

Pas vraiment :
- les masses doivent de toute façon être reliées quelque part ;
- un plan a une impédance moindre qu'une piste.

[Tchaybatchevv]

Merci Antoane, tu m'as apporté assez d'éclaircissement pour entreprendre le routage .
Je laisse le topic ouvert quelque temps, sait-on jamais.

[Tchaybatchevv]

Juste un détail : le lien ne fonctionne pas pour moi, ça m'affiche ceci "You are not Authorized for the Requested Page".

[Antoane]

Bonjour,

Merci, j'ai modifié le lien.