Leiterplattentechnisch - So vermeiden Sie elektromagnetische Störungen im PCB-Design

In jedem Schaltnetzteil, die physikalische Gestaltung der Leiterplatte ist der letzte Link. Wenn die Konstruktionsmethode falsch ist, die PCB Kann zu viele elektromagnetische Störungen ausstrahlen und dazu führen, dass das Netzteil instabil arbeitet. The following are the matters needing attention in each step analyze:

1. Festlegen von Bauteilparametern von Schaltplan bis PCB design flow -> input principle netlist -> design parameter settings -> manual layout -> manual wiring -> verify design -> review -> CAM output.

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 so weit wie möglich sein. Der Mindestabstand muss mindestens für die tolerierte Spannung geeignet sein. Bei geringer Verdrahtungsdichte kann der Abstand der Signalleitungen entsprechend erhöht werden. Bei Signalleitungen mit einem großen Abstand zwischen hohen und niedrigen Pegeln sollte der Abstand so kurz wie möglich und der Abstand erhöht werden. Im Allgemeinen setzen Sie den Leiterbahnabstand auf 8mil. 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 den Pads verbundenen Leiterbahnen dünn sind, sollte die Verbindung zwischen den Pads und den Leiterbahnen tropfenförmig gestaltet werden. Der Vorteil dabei ist, dass die Pads nicht leicht zu schälen sind, aber die Leiterbahnen und Pads nicht leicht zu trennen sind.

Drittens hat die Komponentenlayoutpraxis bewiesen, dass selbst wenn der Schaltplan korrekt ist und die Leiterplatte nicht richtig entworfen ist, dies die Zuverlässigkeit elektronischer Geräte nachteilig beeinflusst. Wenn beispielsweise die beiden dünnen parallelen Linien der Leiterplatte nahe beieinander liegen, wird die Signalwellenform verzögert und reflektiertes Rauschen wird am Anschluss der Übertragungsleitung gebildet. Die Leistung sinkt, so dass Sie beim Entwurf der Leiterplatte darauf achten sollten, die richtige Methode zu verwenden.

Jedes Schaltnetzteil verfügt über vier Stromschleifen:

(1) Wechselstromkreis des Netzschalters

(2) Wechselstromkreis des Ausgangsgleichrichters

(3) Stromschleife der Eingangssignalquelle

(4) Ausgangslaststromschleife Die Eingangsschleife lädt den Eingangskondensator über einen ungefähren Gleichstrom auf. 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 Eingangs- und Ausgangsstromkreise sollten nur von den Anschlüssen des Filterkondensators an die Stromversorgung angeschlossen werden; Wenn die Verbindung zwischen der Eingangs-/Ausgangsschaltung und der Leistungsschalter-/Gleichrichterschaltung nicht an den Kondensator angeschlossen werden kann Die Klemme ist direkt angeschlossen, und die Wechselstromenergie wird durch den Eingangs- oder Ausgangsfilterkondensator in die Umgebung abgestrahlt. Der Wechselstromkreis des Netzschalters und der Wechselstromkreis des Gleichrichters enthalten trapezförmige Ströme mit hoher Amplitude. Die harmonischen Komponenten dieser Ströme sind sehr hoch. Die Frequenz ist viel größer als die Grundfrequenz des Schalters. Die Spitzenamplitude kann bis zum 5-fachen der Amplitude des kontinuierlichen Eingangs-/Ausgangsgleichstroms betragen. Die Übergangszeit beträgt normalerweise ca. 50ns. Diese beiden Schleifen sind am anfälligsten für elektromagnetische Störungen, daher müssen diese AC-Schleifen vor den anderen gedruckten Leitungen in der Stromversorgung ausgelegt werden. Die drei Hauptkomponenten jeder Schleife sind Filterkondensatoren, Leistungsschalter oder Gleichrichter, Induktoren oder Transformatoren. Platzieren Sie sie nebeneinander und passen Sie die Position der Komponenten an, um den aktuellen Pfad 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

Entwurf der Stromschleife des Netzschalters

Entwurfsausgang Gleichrichter Stromschleife

Steuerkreis angeschlossen an AC-Stromkreis

4. Verdrahtung Das Schaltnetzteil enthält hochfrequente Signale. Jede gedruckte Linie auf der Leiterplatte kann als Antenne fungieren. Die Länge und Breite der gedruckten Linie beeinflussen ihre Impedanz und Induktivität und beeinflussen dadurch den Frequenzgang. Selbst gedruckte Leitungen, die DC-Signale übergeben, können an Hochfrequenzsignale benachbarter gedruckter Leitungen gekoppelt werden und Schaltungsprobleme verursachen (und sogar Störsignale wieder ausstrahlen). Daher sollten alle gedruckten Leitungen, die Wechselstrom durchlaufen, so kurz und breit wie möglich sein, was bedeutet, dass alle Komponenten, die an die gedruckten Leitungen und andere Stromleitungen angeschlossen sind, sehr nah platziert werden müssen. Die Länge der gedruckten Linie ist proportional zu ihrer Induktivität und Impedanz, und die Breite ist umgekehrt proportional zur Induktivität und Impedanz der gedruckten Linie. Die Länge spiegelt die Wellenlänge der Drucklinie wider. Je länger die Länge, desto niedriger ist die Frequenz, mit der die gedruckte Linie elektromagnetische Wellen senden und empfangen kann, und sie kann mehr Hochfrequenzenergie ausstrahlen. Versuchen Sie entsprechend der Größe des Leiterplattenstroms, die Breite der Stromleitung zu erhöhen, um den Schleifenwiderstand zu verringern. 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 der untere Zweig der vier Stromschleifen des Schaltnetzteils. Es spielt eine wichtige Rolle als gemeinsamer Bezugspunkt für die Schaltung, und es ist eine wichtige Methode, um Interferenzen zu steuern. Daher sollte die Platzierung des Erdungsdrahts im Layout sorgfältig berücksichtigt werden. Das Mischen verschiedener Erdungen führt zu instabilem Netzbetrieb.

6. Review Gemäß derPCB Checkliste", der Inhalt enthält Designregeln, Ebenendefinitionen, Linienbreiten, Abstand, Pads, und über Einstellungen. Es sollte sich auch auf die Überprüfung der Rationalität des Gerätelayouts konzentrieren, die Verlegung von Strom- und Bodennetzen, Das Routing und die Abschirmung des Taktnetzwerks, Platzierung und Anschluss von Entkopplungskondensatoren, etc.

Sieben, design output

a. Die Schichten, die ausgegeben werden müssen, sind Verdrahtungsschicht (untere Schicht), Siebsiebschicht (einschließlich oberer Sieb, unterer Siebdruck), Lötmaske (untere Lotmaske), 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.

c. Wenn Sie die Ebene jeder Ebene festlegen, wählen Sie die Leiterplattenkorrektur aus. Wählen Sie beim Festlegen der Ebene der Siebdruckebene nicht den Teiletyp aus, sondern die Gliederung, Text und Linie der oberen Ebene (untere Ebene) und der Siebdruckebene.

d. Beim Generieren von Bohrdateien, use the default settings of PowerPCB und keine Änderungen vornehmen.