PCB-Neuigkeiten - PCB Layout Spezifikation für Schaltnetzteile

Bei jedem Schaltnetzteil-Design ist das physikalische Design der Leiterplatte das letzte Glied. Wenn die Designmethode falsch ist, kann die Leiterplatte zu viel elektromagnetische Störungen ausstrahlen, was dazu führt, dass die Stromversorgung instabil arbeitet. Im Folgenden sind die Dinge aufgeführt, die in jedem Schritt Aufmerksamkeit erfordern. Analyse:

1. Der Entwurfsprozess vom Schaltplan zur Leiterplatte. Komponentenparameter festlegen -> Eingangsprinzip Netzliste -> Design Parametereinstellungen -> manuelles Layout -> manuelle Verkabelung -> Design überprüfen -> Überprüfung -> CAM-Ausgabe.

2. Parametereinstellung Der Abstand zwischen benachbarten Drähten muss in der Lage sein, die elektrischen Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, und um Operation und Produktion zu erleichtern, sollte der Abstand auch so weit wie möglich sein. Der Mindestabstand muss mindestens für die Widerstandsspannung geeignet sein. Wenn die Verdrahtungsdichte niedrig ist, kann der Abstand zwischen den Signalleitungen entsprechend erhöht werden. Die Signalleitungen mit hohen und niedrigen Pegeln sollten so kurz wie möglich sein und der Abstand erhöht werden. Unter normalen Umständen ist der Leiterbahnabstand auf 8mil eingestellt.

Der Abstand zwischen der Kante des inneren Lochs des Pads und der Kante der Leiterplatte sollte größer als 1mm sein, was die Fehler des Pads während der Verarbeitung vermeiden kann. Wenn die mit dem Pad verbundene Spur dünn ist, sollte die Verbindung zwischen dem Pad und der Spur entworfen werden. In Form eines Tropfens hat dies den Vorteil, dass das Pad nicht leicht zu schälen ist, aber die Spur und das Pad nicht leicht getrennt werden.

Drittens hat die Bauteillayoutpraxis bewiesen, dass selbst wenn der Schaltplan richtig entworfen ist und die Leiterplatte falsch entworfen ist, dies einen nachteiligen Einfluss auf die Zuverlässigkeit elektronischer Geräte hat. Zum Beispiel, wenn die beiden dünnen parallelen Linien der Leiterplatte sehr nah sind, verursacht es die Verzögerung der Signalwellenform und die Bildung von reflektiertem Rauschen am Terminal der Übertragungsleitung; Die Störungen, die durch die unsachgemäße Berücksichtigung der Stromversorgung und der Erdungsleitung verursacht werden, verringern die Leistung des Produkts. Daher sollten Sie bei der Gestaltung der Leiterplatte darauf achten. Verwenden Sie die richtige Methode. Jedes Schaltnetzteil verfügt über vier Stromschleifen:

(1). Netzschalter Wechselstromkreis

(2). Wechselstromkreis des Ausgangsgleichrichters

(3). Stromschleife der Eingangssignalquelle

(4). Die Ausgangslaststromschleife Die Eingangsschleife lädt den Eingangskondensator durch einen ungefähren Gleichstrom auf, und der Filterkondensator spielt hauptsächlich eine Rolle der Breitbandenergiespeicherung; In ähnlicher Weise wird der Ausgangsfilterkondensator auch verwendet, um Hochfrequenzenergie aus dem Ausgangsgleichrichter zu speichern. Gleichzeitig wird die Gleichstrom-Energie der Ausgangslastschleife eliminiert. Daher sind die Anschlüsse der Ein- und Ausgangsfilterkondensatoren sehr wichtig. Die Ein- und Ausgangsstromschleifen sollten nur von den Klemmen des Filterkondensators an die Stromversorgung angeschlossen werden. Die Verbindung zwischen dem Gleichrichterkreis kann nicht direkt mit dem Anschluss des Kondensators verbunden werden, und die Wechselstromenergie wird durch den Eingangs- oder Ausgangsfilterkondensator in die Umgebung abgestrahlt. Der Wechselstromkreis des Leistungsschalters und der Wechselstromkreis des Gleichrichters enthalten trapezförmige Ströme mit hoher Amplitude, und diese Ströme enthalten Oberschwingungen. Die Komponente ist sehr hoch, ihre Frequenz ist viel größer als die Grundfrequenz des Schalters, die Spitzenamplitude kann so hoch sein wie 5-mal die Amplitude des kontinuierlichen Eingangs-/Ausgangsgleichstroms, und die Übergangszeit ist normalerweise etwa 50ns. Diese beiden Schleifen sind am anfälligsten für elektromagnetische Störungen, daher müssen sie andere in der Stromversorgung sein. Legen Sie diese AC-Schleifen vor der Verdrahtung der gedruckten Leitungen aus. Die drei Hauptkomponenten jeder Schleife: Filterkondensatoren, Leistungsschalter oder Gleichrichter, Induktoren oder Transformatoren sollten nebeneinander platziert werden, passen Sie die Position der Komponenten an, um den Stromweg zwischen ihnen so kurz wie möglich zu machen. Der beste Weg, ein Schaltnetzteil-Layout zu erstellen, ähnelt seinem elektrischen Design. Der beste Designprozess ist wie folgt:

· Platzieren Sie den Transformator

· Entwerfen Sie die Stromschleife des Netzschalters

· Entwerfen der Ausgangsgleichrichterstromschleife

· Steuerkreis angeschlossen an AC Stromkreis

Entwerfen der Eingangsstromquellenschleife und des Eingangsfilters Beim Entwerfen der Ausgangslastschleife und des Ausgangsfilters entsprechend der Funktionseinheit des Schaltkreises müssen bei der Auslegung aller Komponenten des Schaltkreises die folgenden Grundsätze eingehalten werden:

(1) Betrachten Sie zuerst die Größe der Leiterplatte. Wenn die Leiterplattengröße zu groß ist, werden die gedruckten Linien länger sein, die Impedanz steigt, die Rauschfestigkeit sinkt und die Kosten steigen ebenfalls; Wenn die Leiterplattengröße zu klein ist, wird die Wärmeableitung nicht gut sein, und die benachbarten Leitungen sind anfällig für Störungen. Die beste Form ist rechteckig, das Seitenverhältnis ist 3:2 oder 4:3, und die Komponenten, die sich am Rand der Leiterplatte befinden, sind im Allgemeinen nicht weniger als 2mm vom Rand der Leiterplatte entfernt.

(2) Wenn Sie das Gerät platzieren, sollten Sie zukünftiges Löten berücksichtigen, nicht zu dicht.

(3) Nehmen Sie die Kernkomponenten jeder Funktionsschaltung als Zentrum und legen Sie sie um. Die Komponenten sollten gleichmäßig, sauber und kompakt auf der Leiterplatte angeordnet sein, um die Leitungen und Verbindungen zwischen den Komponenten zu minimieren und zu verkürzen, entkoppeln. Der Kondensator sollte so nah wie möglich an der VCC des Geräts sein.

(4) Bei Schaltungen, die mit hohen Frequenzen arbeiten, sollten die Verteilungsparameter zwischen Komponenten berücksichtigt werden. Generell sollte die Schaltung möglichst parallel angeordnet werden. Auf diese Weise ist es nicht nur schön, sondern auch einfach zu installieren und zu löten und einfach zu produzieren.

(5) Ordnen Sie die Position jeder funktionalen Schaltungseinheit entsprechend dem Schaltungsfluss an, so dass das Layout für die Signalzirkulation bequem ist, und das Signal in der gleichen Richtung wie möglich gehalten wird.

(6) Das erste Prinzip des Layouts besteht darin, die Verdrahtungsrate sicherzustellen, beim Bewegen des Geräts auf die Verbindung der fliegenden Drähte zu achten und die Geräte mit der Verbindungsbeziehung zusammenzusetzen.

(7) Reduzieren Sie den Schleifenbereich so weit wie möglich, um die Strahlungsstörung der Schaltnetzteil zu unterdrücken.

Viertens enthält das Schaltnetzteil Hochfrequenzsignale, und jede gedruckte Leitung auf der Leiterplatte kann als Antenne funktionieren. Die Länge und Breite der gedruckten Linie beeinflussen ihre Impedanz und Induktivität und beeinflussen dadurch den Frequenzgang. Auch über DC-Signal werden gedruckte Leitungen von benachbarten gedruckten Leitungen an Hochfrequenzsignale gekoppelt und Schaltungsprobleme verursachen (selbst wenn Störsignale wieder ausgestrahlt werden). Daher sollten alle gedruckten Linien, die Wechselstrom passieren, so kurz und breit wie möglich ausgelegt sein. Das bedeutet, dass alle Komponenten, die mit der gedruckten Leitung und anderen Stromleitungen verbunden sind, sehr nah platziert werden müssen. Die Länge der gedruckten Linie ist proportional zu ihrer Induktivität und Impedanz, und die Breite ist proportional zur Induktivität der gedruckten Linie Es ist umgekehrt proportional zur Impedanz. Die Länge spiegelt die Wellenlänge der gedruckten Linienantwort wider. Je länger die Länge, desto niedriger ist die Frequenz, mit der die gedruckte Linie elektromagnetische Wellen senden und empfangen kann, und desto mehr Hochfrequenzenergie kann sie ausstrahlen. Entsprechend dem Strom der Leiterplatte Versuchen Sie, die Breite der Stromleitung zu erhöhen, um den Schleifenwiderstand zu reduzieren. Zur gleichen Zeit, machen Sie die Richtung der Stromleitung und der Erdungsleitung konsistent mit der Richtung des Stroms, was hilft, die Anti-Rausch-Fähigkeit zu verbessern. Erdung ist die untere Unterstützung der vier Stromschleifen des Schaltnetzteils. Als gemeinsamer Bezugspunkt der Schaltung spielt die Schaltung eine sehr wichtige Rolle. Es ist eine wichtige Methode zur Kontrolle von Störungen. Daher sollte die Platzierung des Erdungsdrahts im Layout sorgfältig berücksichtigt werden. Das Mischen verschiedener Gründe führt dazu, dass das Netzteil instabil arbeitet. Folgende Punkte sollten bei der Liniengestaltung beachtet werden:

1. Wählen Sie die Einpunkt-Erdung richtig. Im Allgemeinen sollte das gemeinsame Ende des Filterkondensators der einzige Anschlusspunkt für andere Erdungspunkte sein, um an die Hochstrom-Wechselstromerde zu koppeln. Es sollte mit dem Erdungspunkt dieses Niveaus verbunden werden, hauptsächlich unter Berücksichtigung, dass der Strom, der in jedem Teil der Schaltung zur Erde zurückfließt, geändert wird, und die Impedanz der tatsächlichen fließenden Leitung die Änderung des Erdungspotenzials jedes Teils der Schaltung verursacht und Störungen einführt. In diesem Schaltnetzteil haben seine Verdrahtung und die Induktivität zwischen den Geräten einen kleinen Effekt, und der zirkulierende Strom, der durch den Erdungskreislauf gebildet wird, hat einen größeren Einfluss auf die Störung, so dass eine Punkterdung verwendet wird, das heißt, die Stromschleife des Netzschalters (Die Massedrähte mehrerer Geräte sind mit dem Massepunkt verbunden, die Massedrähte mehrerer Komponenten der Ausgangsgleichrichterstromschleife sind auch mit den Massepunkten der entsprechenden Filterkondensatoren verbunden, so dass die Stromversorgung stabiler arbeitet und nicht einfach ist, sich selbst zu erregen Wenn es nicht möglich ist, einen einzigen Punkt zu erreichen, verbinden Sie zwei Dioden oder ein kleiner Widerstand kann actu Sie werden mit einem relativ konzentrierten Stück Kupferfolie verbunden.

2. Machen Sie den Erdungsdraht so dick wie möglich. Wenn der Erdungskabel sehr dünn ist, ändert sich das Erdungspotential mit der Änderung des Stroms, was dazu führt, dass der Timing-Signalpegel der elektronischen Ausrüstung instabil ist und die Rauschfestigkeit sich verschlechtert. Stellen Sie also sicher, dass jede große Stromerdungsklemme gedruckte Leitungen verwendet, die so kurz und breit wie möglich sind. und die Breite der Strom- und Bodenleitungen so weit wie möglich erweitern. Am besten ist es, dass die Erdungsleitung breiter ist als die Stromleitung. Ihre Beziehung ist: Erdleitung> Stromleitung> Signalleitung. Die Breite sollte größer als 3mm sein, und eine große Fläche der Kupferschicht kann auch als Erdungsdraht verwendet werden. Verbinden Sie die ungenutzten Teile auf der Leiterplatte als Erdungskabel mit der Erde. Bei der Durchführung der globalen Verdrahtung müssen auch folgende Prinzipien beachtet werden:

(1). Verdrahtungsrichtung: Aus Sicht der Schweißoberfläche sollte die Anordnung der Bauteile möglichst konsistent mit dem schematischen Diagramm sein. Die Verdrahtungsrichtung ist am besten mit der Verdrahtungsrichtung des Schaltplans konsistent zu sein, da während des Produktionsprozesses normalerweise verschiedene Parameter auf der Schweißoberfläche erforderlich sind. Daher ist dies für Inspektion, Debugging und Wartung in der Produktion bequem (Anmerkung: Es bezieht sich auf die Prämisse, die Schaltungsleistung und die Anforderungen der gesamten Maschineninstallation und des Panel-Layouts zu erfüllen).

(2) Beim Entwerfen des Verdrahtungsdiagramms sollte sich die Verdrahtung nicht so weit wie möglich verbiegen, die Linienbreite auf dem gedruckten Lichtbogen sollte nicht plötzlich geändert werden, die Ecke des Drahtes sollte â­90 Grad sein, und die Linie sollte einfach und klar sein.

(3). Kreuzschaltungen sind in der gedruckten Schaltung nicht erlaubt. Für die Linien, die sich kreuzen können, können Sie "Bohren" und "Wickeln" verwenden, um das Problem zu lösen. Das heißt, lassen Sie eine bestimmte Leitung von der Lücke unter anderen Widerständen, Kondensatoren und Triodenpins. "Bohren" in der Vergangenheit oder "Wickeln" von einem Ende einer Leitung, die unter besonderen Umständen kreuzen kann, wie die Schaltung sehr kompliziert ist, um das Design zu vereinfachen, ist es auch erlaubt, den Drahtjumper zu verwenden, um das Problem des Kreuzkreises zu lösen. Wegen der einseitigen Platine, gerader Stecker Die Komponente befindet sich auf der oberen Oberfläche, und die Oberflächenmontagevorrichtung befindet sich auf der unteren Oberfläche, so dass die Inline-Vorrichtung während des Layouts mit der Oberflächenmontagevorrichtung überlappen kann, aber die Überlappung der Pads sollte vermieden werden.

3. Eingangsmasse und Ausgangsmasse Dieses Schaltnetzteil ist ein Niederspannungs-DC. Wenn Sie die Ausgangsspannung zurück an den Primär des Transformators senden möchten, sollten die Schaltungen auf beiden Seiten eine gemeinsame Bezugsmasse haben. Nachdem Sie also Kupfer auf den Erdungskabeln auf beiden Seiten gelegt haben, müssen Sie miteinander verbunden werden, um eine gemeinsame Masse zu bilden.

5. Nachdem der Verdrahtungsentwurf abgeschlossen ist, ist es notwendig, sorgfältig zu überprüfen, ob der Verdrahtungsentwurf den vom Designer festgelegten Regeln entspricht. Gleichzeitig muss auch überprüft werden, ob die festgelegten Regeln den Anforderungen des Leiterplattenprozesses entsprechen. Überprüfen Sie im Allgemeinen den Draht und Draht, Draht und Komponentenschweißen Ob der Abstand zwischen der Scheibe, Linie und Durchgangsloch, Komponentenpolster und Durchgangsloch, Durchgangsloch und Durchgangsloch angemessen ist und ob es die Produktionsanforderungen erfüllt. Ob die Breite der Stromleitung und der Erdungsleitung angemessen ist und ob es irgendeine Masse in der Leiterplatte gibt Der Ort, an dem die Leitung erweitert wird. Hinweis: Einige Fehler können ignoriert werden, zum Beispiel, ein Teil der Umrandung einiger Stecker wird außerhalb des Leiterplattenrahmens platziert, und Fehler treten auf, wenn der Abstand überprüft wird; Darüber hinaus müssen jedes Mal, wenn die Verdrahtung und die Durchkontaktierungen geändert werden, sie neu geschrieben werden. Einmal Kupfer.

6. Überprüfung Entsprechend der "PCB-Checkliste" umfasst der Inhalt Designregeln, Ebenendefinitionen, Linienbreiten, Abstände, Pads und über Einstellungen und konzentriert sich auch auf die Überprüfung der Rationalität des Gerätelayouts, der Verkabelung der Stromversorgung und des Erdungsnetzes und Hochgeschwindigkeits-Routing und Abschirmung des Uhrennetzwerks, der Platzierung und des Anschlusses von Entkopplungskondensatoren usw.

Sieben: Bei der Ausgabe von Gerber-Dateien ist die Designausgabe wichtig:

a. Die auszugebenden Schichten sind Verdrahtungsschicht (untere Schicht), Siebschicht (einschließlich oberer Siebdruck, unterer Siebdruck), Lötmaske (untere Lötmaske), Bohrschicht (untere Schicht) und eine Bohrdatei (NC-Bohrmaschine)

b. Wählen Sie beim Festlegen der Ebene der Siebdruckebene nicht Teiletyp aus, sondern die obere Ebene (untere Ebene) und die Gliederung, Text und Linie der Siebdruckebene. Wenn Sie die Ebene jeder Ebene festlegen, wählen Sie die Leiterplattenkontur aus. Wenn Sie die Ebene der Siebdruckschicht festlegen, wählen Sie nicht Teiletyp, wählen Sie Umriss, Text, Linie der oberen Ebene (untere Ebene) und Siebdruckschicht.d. Verwenden Sie beim Generieren der Bohrdatei die Standardeinstellungen von PowerPCB und nehmen Sie keine Änderungen vor.

Das obige ist die Einführung der Schaltnetzteil-PCB-Layout-Spezifikation, Ipcb bietet auch Leiterplattenhersteller und Leiterplattenherstellungstechnologie