Question sur le routage

[Crashaan]

Bonjour, à tous,

Je souhaiterai réaliser le routage d'une carte électronique sur KICAD mais je me pose des questions et je souhaiterai avoir vos avis / retour d'expérience.

Dans cette image (représentant un routage grossier d'une adaptation en tension d'une entrée QUI NEST PAS CE QUE JE SOUHAITE ROUTER, c'est juste pour illustrer mes questions).



question 1) Est-ce que l'ordre de routage des composants R11, D4 et C4 à une importance, cad, est-ce que le signal sortant de R10 doit ensuite être connecté aux autre composants dans un ordre précis ou cela-n'a t'il aucune importance.
question 2) Le signal en sortie de ma fonction, peut-il être récupérer directement en sortie de R10 ou faut-il mieux le récupérer en sortie de la chaine (sur C4 sur l'image), ou alors on s'en moque.
question 3) Si je souhaite router une piste faisant circuler un courant de 20A en continue, quelle sont les calcules permettant de dimensionner sa distance d'isolation avec les autres pistes.
question 4) Dans mon routage, est-ce que je peut coller C4 à R11 et faire coïncider leurs surfaces d'isolations ou du moins faire coïncider leurs frontières d'isolations ?

En vous remerciant d'avance =)
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[Vincent PETIT]

Bonjour,
Il y a plusieurs niveaux de réponses car tout dépend du schéma complet et du contexte. Par exemple si les fréquences en jeux sont élevées ou non, les réponses vont différer.

Exemple avec R10 et R11 :

- En haute fréquence il faut les placer comme ça car si tu les mets en parallèles tu vas créer une capacité parasite en parallèle des 2 composants, il faut aussi raccourcir les pistes car chacune d'elle est une association de résistance (de piste) avec en série une inductance (de piste) et dès que tu as une capa parasite tu te retrouves avec un jolie circuit RLC qui va résonner à une certaine fréquence.

- En basse fréquence, tu peux oublier tout ce que je viens d'écrire au dessus parce que tout sera totalement négligeable

Comme tu le vois c'est très embêtant d'apporter des réponses sans le contexte/schéma.




Donc de manière très générale et discutable selon le contexte :

question 1) Le bon sens veut que l'ordre tel qu'il est dessiné est le bon (un pont diviseur R10, R11, un diode zener de protection D4 pour clamper une éventuelle surtension et une capa C4 pour stabiliser tout ça)

question 2) Il est préférable que la pastille VOUT ne soit relié qu'à C4. En CEM le dessin actuelle montre un problème d'impédance commune et de boucle qui sera sensible aux champs magnétiques parasites.

question 3) C'est la tension qui permet de déterminer les distances d'isolement et les lignes de fuites entre les autres pistes ou la masse. Pour les lignes de fuites (le courant qui coure en surface pour caricaturer) on est parfois obligé de faire une fente dans le PCB pour augmenter cette longueur de ligne de fuite, voir ici des exemples de données issues de la norme EN60950-1 https://www.astuces-pratiques.fr/ele...ircuit-imprime. Le courant sert a définir la largeur de la piste pour réduire son échauffement ; il y a 2 normes IPC pour ça IPC2152 ou IPC2221 voir ici il y a une calculette et c'est très bien expliqué https://passionelectronique.fr/calcu...te-pcb-cuivre/

question 4) Oui c'est une bonne idée de tout noyé dans la même surface de cuivre ne serait ce que pour baisser l'impédance non souhaitable entre les composants.



Mais comme je l'ai dit plus haut, selon le contexte tout est discutable.

[Crashaan]

Super merci pour ce retour,

Dans le contexte, je travaille sur un PCB qui fonctionnera en continue avec quelque commutation mais de l'ordre de la centaine de ms et avec une tension de batterie 24V.

pour la question 2) Relié qu'à un seul composant, sa je suis d'accord.
Mais pour être sur de bien comprendre, si je relie ma sortie directement à par exemple R11 et seulement à R11, mon routage est mauvais.

[Vincent PETIT]

Mais pour être sur de bien comprendre, si je relie ma sortie directement à par exemple R11 et seulement à R11, mon routage est mauvais.

Oui ce serait moins bon quand on regarde de près mais dans l'application que tu viens de donner c'est complétement négligeable.


Faut faire un petit effort d'imagination ; les flèches vertes montrent le sens du courant qui passe par le pont diviseur et par la zener pour la polarisation. On voit déjà que ce courant passe par une petite impédance de piste mais passons.
J'ai fait un zigouigoui vert entre R10 et R11 pour montrer une petite perturbation de tension (une petite chute de tension dV), quand C4 va la voir elle va redonner un courant (i = C4*dV/dt) et si C4 est bien dimensionnée ce courant redonné est de la même valeur que l'appel de courant qui a causé la chute de tension représenté par le zigouigoui vert. L'appel de courant qui a causé le petite chute de tension zigouigoui vert est compensé par C4 qui va redonner du courant ainsi on a pas de chute de tension. C'est une manière de voir le rôle d'un condensateur de découplage.



En mettant Vout comme ci dessus ce qui est embêtant c'est que le courant redonné par C4 va rencontrer 2 impédances de pistes et un courant qui passe dans une résistance cause une chute de tension.


Mais bon, vu ton application on parle là de "crotte de mouche"

[A voir en vidéo sur Futura]

[Crashaan]

Merci pour l'explication,

j'ai trois dernières questions et j'ai fait un nouveau schéma pour les illustrés =) (le contexte reste le même)



Question 5) Tel que ma diode transil DT1 est placé, elle est suffisamment bien dimensionné mais son placement permet t-elle d'assuré sa fonction ou alors sera t-il préférable qu'elle soit placé directement entre D01 et R01.
Question 6) Les 3 VIAs de retour à la masse de ma transil, lesquels sont les mieux placer et quelle placement est à éviter ?

Question 7) Pour la question 2, c'est très clair pour le placement du condensateur mais si par exemple j'avais échangé C4 et R11, le problème aurait-il été le même ?

Dans la hâte de vous lire =)

[Vincent PETIT]

Re,
Question 5) Ici le rôle de la transil est d'écrêter les surtensions et ça ne fait pas de différence qu'elle soit comme représentée ici ou en passage entre D1 et R1. Pour un condo de découplage il faut être vigilent car les courants/tensions en jeu sont très faible, pour une transil ce n'est pas le même sujet. Met un piste plus grosse entre D1 et DT1 car le mode de défaillance de la transil est le court-circuit donc tu pourrais faire chauffer fortement la petite piste le temps qu'un fusible en amont ne fonde.

Question 6)
Plus tu mets de vias et mieux c'est, lors des tests CEM (burst notamment) on envoie un salve de surtensions et il ne faut jamais oublier qu'un via c'est une self, une piste est aussi une self avec une résistance et une transil est un peu capacitive, bref tous les ingrédients pour avoir une jolie résonnance qui met le bazar à une certaine fréquence. 3 ou 4 vias rapprochés faisant le tour de la pastille c'est la meilleure idée (voir aussi à cause de l'échauffement question 5)

Question 7) En échangeant D4 et C4 sur le premier schéma il faudrait regarder au microscope pour voir une différence. Pour moi là c'est pareil.

[Crashaan]

Re,

Ok pour la question 5) La transil est pour les ESD.
Pour la question 6) Je demandais au niveau placement, Le via1 est ce que je pense être le mieux placé le via2 à son perçage dans la frontière d'isolation du PAD et le via3 est éloigné, est-ce que les 3 placements sont acceptables, ou il y en a t-il un à éviter.
Pour la question 7) En échangeant R11 et C4 (et non D4 et C4).

Pour l'enchainement des composants R11, D4 et C4, faut-il juste faire attention à ce que les condensateurs ne soient pas en fin de ligne dans un "cul de sac" ?

[Vincent PETIT]

Question 5) s'il y a aussi les ESD je te suggère de placer la transil avant D1 et non après. En ESD il est question de 4kV ou 8kV sur les pièces nues apparentes selon le type d'appareil, la différence de potentiel aux bornes de D1 pourrait être très (trop) grande.

Question 6) j'avoue ne pas avoir fait attention entre le via 1 et 2, mais le 3 oui il est un peu éloigné. Concernant le 2 le problème est plutôt du côté production. Ton process est la refusion d'après la disposition des composants et si les vias rompent les freins thermiques la soudure sera de moins bonne qualité a cet endroit ce qui est très embêtant pour un composant de protection comme la transil. Donc oui le 1 est mieux.
Une autre possibilité c'est d'avoir une empreinte un peu plus grande afin qu'elle puisse accueillir un via à chaque coin. En électronique RF je l'ai souvent vu.

Question 7) échanger R11 et C4 n'amènera pas de réel plus value mais tu peux quand même le faire. Après pour avoir fait beaucoup de routage dans mon ancienne entreprise, il est commode d'avoir un routage qui ressemble au schéma et vise versa. Si tu dessines un point diviseur, je ne crois pas que tu échangerais R11 et C4.

Pour C4 dans un cul de sac ce n'est pas le problème, ce qu'il faut c'est que C4 soit toujours le plus proche possible de ce qu'on veut filtrer et l'idéal est de continuer la piste depuis C4 (pour être sûr que la petite chute de tension à résorber passe pas C4 et ne trouve pas un chemin pour le contourner)

[Crashaan]

Merci beaucoup pour ces réponses !

Je fait du routage depuis quelque temps et j'avais accumulé un paquet de question auxquels j'ai enfin eu mes réponses.

Par contre (sa dérive un peu du sujet mais bon), Si je met ma Transil avant D1. Je ne risque pas d'endommager le circuit (ou la source) s'il y a une erreur d'inversion de Vin et GND ?

[Vincent PETIT]

Ta diode transil doit être bidirectionnel puisque si V_in craint les ESD normalement la pinuche GND aussi puisqu'elle est juste à côté. Une bidrectionnelle (33V par exemple) clamp à +33V et -33V, elle ne se détruira pas lors d'une inversion d'alimentation et D1 jouera son rôle dans le second cas.

Je fait du routage depuis quelque temps et j'avais accumulé un paquet de question

Le routage c'est très technique en réalité. J'en apprends encore.

[Crashaan]

Super, merci beaucoup pour ces éclairements =)