Leiterplattentechnisch - Sechs PCB Design Fähigkeiten, Schaltnetzteil Design muss verwendet werden

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. Im Folgenden sind die Punkte aufgeführt, die in jedem Schritt beachtet werden müssen..

1. Der Fluss vom Schaltplan zum PCB-Design

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, elektrische Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, und um Betrieb und Produktion zu erleichtern, sollte der Abstand so groß 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.

3. Bauteillayout

Die Praxis hat bewiesen, dass selbst wenn das Schaltplan-Design 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, verursacht dies die Verzögerung der Signalwellenform und das Reflexionsrauschen am Anschluss der Übertragungsleitung. Die Leistung sinkt, so dass Sie beim Entwurf der Leiterplatte darauf achten sollten, die richtige Methode zu verwenden.

Jedes Schaltnetzteil hat vier Stromschleifen: ⯠Leistungsschalter AC-Schleife ⯠Ausgangsgleichrichter AC-Schleife ⯠Eingangssignalquelle Stromschleife ⯠Ausgangslaststrom-Schleife Eingangsschleife

Der Eingangskondensator wird durch einen ungefähren Gleichstrom geladen, und der Filterkondensator fungiert hauptsächlich als Breitbandenergiespeicher; In ähnlicher Weise wird der Ausgangsfilterkondensator auch verwendet, um Hochfrequenzenergie vom Ausgangsgleichrichter zu speichern und gleichzeitig die Gleichstrom-Energie der Ausgangslastschleife zu eliminieren.

Daher sind die Anschlüsse der Ein- und Ausgangsfilterkondensatoren sehr wichtig. Die Eingangs- und Ausgangsstromschleifen sollten nur von den Anschlüssen des Filterkondensators an die Stromversorgung angeschlossen werden; Wenn die Verbindung zwischen der Eingangs-/Ausgangsschleife und der Leistungsschalter-/Gleichrichterschleife 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:

1. Platzieren Sie den Transformator 2. Entwerfen Sie die Stromschleife des Leistungsschalters 3. Entwerfen Sie die Stromschleife des Ausgangsgleichrichters 4. Schließen Sie den Steuerkreis an den Wechselstromkreis an.

4. Entwerfen Sie die Eingangsstromquellenschleife und den Eingangsfilter Wenn Sie die Ausgangslastschleife und den Ausgangsfilter entsprechend der Funktionseinheit der Schaltung entwerfen, sollten die folgenden Prinzipien erfüllt werden, wenn Sie alle Komponenten der Schaltung auslegen:

a. Erstens, die PCB Größe. Wenn die PCB Größe ist zu groß, die gedruckten Zeilen werden lang sein, die Impedanz steigt, die Anti-Lärm Fähigkeit wird abnehmen, und die Kosten steigen; wenn die PCB Größe ist zu klein, die Wärmeableitung wird nicht gut sein, und angrenzende Linien werden leicht gestört. Die beste Form der Leiterplatte ist rechteckig, das Seitenverhältnis ist 3: 2 oder 4: 3, die Komponenten, die sich am Rand der Leiterplatte befinden, Im Allgemeinen nicht weniger als 2mm vom Rand der Leiterplatte entfernt

b. Wenn Sie das Gerät platzieren, betrachten Sie das zukünftige Löten, nicht zu dicht

c. Nehmen Sie die Kernkomponente jeder Funktionsschaltung als Zentrum und legen Sie sie um. Die Komponenten sollten gleichmäßig, sauber und kompakt auf der Leiterplatte angeordnet sein, die Leitungen und Verbindungen zwischen den Komponenten minimieren und verkürzen, und der Entkopplungskondensator sollte so nah wie möglich am VCC des Geräts sein

d. Bei Schaltungen mit hohen Frequenzen sind die Verteilungsparameter zwischen Bauteilen zu berücksichtigen. Generell sollte die Schaltung möglichst parallel angeordnet werden. Auf diese Weise ist es nicht nur schön, sondern auch einfach zu installieren und zu schweißen und einfach zu produzieren

e. 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

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

g. Verringern Sie den Schleifenbereich so weit wie möglich, um die Strahlungsstörung des Schaltnetzteils zu unterdrücken

5. Verkabelung

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. Prüfung

Nachdem das VerdrahtungsDesign abgeschlossen ist, ist es notwendig, sorgfältig zu überprüfen, ob das Verdrahtungsdesign den vom Designer formulierten Regeln entspricht, und gleichzeitig ist es notwendig, zu bestätigen, ob die etablierten Regeln den Anforderungen des Leiterplattenproduktionsprozesses entsprechen. Überprüfen Sie im Allgemeinen die Linien und Linien, die Linie und die Komponenten-Pads und die Linien. Ob der Abstand vom Durchgangsloch, dem Bauteilpad und dem Durchgangsloch, dem Durchgangsloch und dem Durchgangsloch angemessen ist und ob es die Produktionsanforderungen erfüllt.

Ob die Breite der Stromleitung und der Erdungsleitung angemessen sind und ob es einen Platz gibt, um die Erdungsleitung in der Leiterplatte zu verbreitern. Hinweis: Einige Fehler können ignoriert werden. Wenn beispielsweise ein Teil des Umrisses einiger Steckverbinder außerhalb des Leiterplattenrahmens platziert wird, treten Fehler auf, wenn der Abstand überprüft wird; Darüber hinaus muss jedes Mal, wenn die Leiterbahnen und Durchkontaktierungen modifiziert werden, das Kupfer erneut plattiert werden.

Die Überprüfung basiert auf der "PCB-Checkliste", die Designregeln, Ebenendefinitionen, Linienbreiten, Abstand, Pads und via-Einstellungen enthält. Es sollte sich auch auf die Überprüfung der Rationalität des Gerätelayouts, des Routings von Strom- und Bodennetzen sowie Hochgeschwindigkeits-Taktnetzen konzentrieren. Die Verdrahtung und Abschirmung, die Platzierung und Verbindung von Entkopplungskondensatoren usw.

7. Entwurfsausgabe

Vorsichtsmaßnahmen für den Export von Gerber-Dateien:

a. Die Schichten, die ausgegeben werden müssen, umfassen 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, sondern die oberste Ebene (untere Ebene) und Kontur, Text, Linie der Siebdruckebene aus.

c. In PCB-Design, beim Setzen der Ebene jeder Ebene, Wählen Sie die Board Outline. Beim Einstellen der Ebene der Siebdruckschicht, keine Teileart auswählen, select the outline and text of the top layer (bottom layer) and the silk screen layer.