Leiterplattentechnisch - Schaltnetzteil mit PCB-Design

Von Schaltplan zu PCB-Design Prozess

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, 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. Netzschalter Wechselstromkreis

2. Wechselstromkreis des Ausgangsgleichrichters

3. Stromschleife der Eingangssignalquelle

4. 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 Netzschalters

3. Entwerfen Sie die Stromschleife des Ausgangsgleichrichters

4. Steuerkreis angeschlossen an Wechselstromstromkreis

Auslegung der Eingangsstromquellenschleife und des Eingangsfilters Bei der Auslegung der Ausgangslastschleife und des Ausgangsfilters gemäß der Funktionseinheit der Schaltung müssen bei der Auslegung aller Komponenten der Schaltung die folgenden Grundsätze eingehalten werden:

(1) First, die Leiterplattengröße. Wenn die Leiterplattengröße ist zu groß, die gedruckten Zeilen werden lang sein, die Impedanz steigt, die Anti-Lärm Fähigkeit wird abnehmen, und die Kosten steigen; wenn die Leiterplattengröße 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

(2) Beachten Sie beim Platzieren des Geräts das anschließende Löten, nicht zu intensiv

(3) 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

(4) Bei Schaltungen mit hohen Frequenzen sind die verteilten Parameter zwischen den 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

(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

4. 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.

5. Überprüfen

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, Linien und Komponenten Pads und Linien. Ob der Abstand vom Durchgangsloch, dem Bauteilpad und dem Durchgangsloch, dem Durchgangsloch und dem Durchgangsloch angemessen ist und ob es die Produktionsanforderungen erfüllt.

Die Überprüfung stützt sich auf diePCB-Checkliste", einschließlich Design-Regeln, 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, und Hochgeschwindigkeits-Taktnetze. Die Verdrahtung und Abschirmung, Platzierung und Anschluss von Entkopplungskondensatoren, etc.