Noticias de PCB - Diseño de PCB y especificaciones de seguridad eléctrica para fuentes de alimentación de conmutación

En cualquier diseño de fuente de alimentación de conmutación, el diseño físico de la placa de PCB es el último enlace. Si el método de diseño no es adecuado, el PCB puede irradiar demasiada interferencia electromagnética, lo que resulta en un funcionamiento inestable de la fuente de alimentación. Las siguientes son las precauciones en el análisis de cada paso:

I. proceso de diseño desde el diagrama esquemático hasta el PCB

Establecer parámetros de componentes - > introducir tabla de red de principios - > configuración de parámetros de diseño - > Diseño manual - > cableado manual - > Diseño de verificación - > revisión - > salida cam.

II. configuración de parámetros

La distancia entre los cables adyacentes debe ser capaz de cumplir con los requisitos de Seguridad eléctrica, y para facilitar la operación y la producción, la distancia debe ser lo más ancha posible. La distancia mínima debe adaptarse al menos al voltaje permitido. Cuando la densidad de cableado es baja, se puede aumentar adecuadamente el espaciamiento de las líneas de señal. Para las líneas de señal con grandes brechas entre los niveles alto y bajo, el espaciamiento debe ser lo más corto posible y el espaciamiento debe aumentarse. Por lo general, el espaciamiento de las trazas se establece en 8 mils. La distancia entre el borde del agujero interior de la almohadilla y el borde de la placa impresa debe ser superior a 1 mm, lo que puede evitar defectos en la almohadilla durante el procesamiento. Cuando el rastro conectado a la almohadilla sea delgado, la conexión entre la almohadilla y el rastro debe diseñarse en forma de gota. La ventaja de esto es que la almohadilla no es fácil de quitar, pero el rastro y la almohadilla no son fáciles de desconectar.

III. diseño de los componentes

La práctica ha demostrado que incluso si el diseño del esquema del circuito es correcto y el diseño de la placa de circuito impreso no es adecuado, afectará negativamente la fiabilidad de los equipos electrónicos. Por ejemplo, si dos líneas finas paralelas de la placa impresa se acercan, la forma de onda de la señal se retrasará y se formará ruido reflejado en los terminales de la línea de transmisión. El rendimiento disminuye, por lo que al diseñar una placa de circuito impreso, se debe prestar atención al uso del método correcto. Cada fuente de alimentación del interruptor tiene cuatro circuitos de corriente:

(1). Circuito de CA del interruptor de alimentación

(2). Circuito de CA del rectificador de salida

(3). Circuito de corriente de la fuente de señal de entrada

(4). Circuito de entrada del Circuito de corriente de carga de salida

Los condensadores de entrada se cargan con una corriente continua aproximada, y los condensadores de filtro se utilizan principalmente como acumuladores de energía de banda ancha; Del mismo modo, los condensadores de filtro de salida también se utilizan para almacenar energía de alta frecuencia de los rectificadores de salida, eliminando al mismo tiempo la energía de corriente continua del Circuito de carga de salida. Por lo tanto, los terminales de los condensadores de filtro de entrada y salida son muy importantes. Los circuitos de corriente de entrada y salida solo pueden conectarse a la fuente de alimentación desde los terminales del condensadores de filtro, respectivamente; Si la conexión entre el circuito de entrada / salida y el circuito del interruptor / rectificador de alimentación no se puede conectar al capacitor. los terminales están conectados directamente y la energía de CA se irradiará al medio ambiente a través del capacitor del filtro de entrada o salida.

El circuito de CA del interruptor de alimentación y el circuito de CA del rectificador contienen corriente trapezoidal de alta amplitud. Los componentes armónicos de estas corrientes son muy altos. La frecuencia es mucho mayor que la frecuencia base del interruptor. La amplitud máxima puede ser hasta cinco veces la amplitud de la corriente continua de entrada / salida. El tiempo de transición suele ser de unos 50 ns. Estos dos circuitos son los más vulnerables a la interferencia electromagnética, por lo que estos circuitos de CA deben colocarse antes que otras líneas impresas en la fuente de alimentación. Los tres componentes principales de cada bucle son condensadores de filtro, interruptores o rectificadores de potencia, inductores o transformadores. Colocarlos lado a lado y ajustar la posición de los componentes para que el camino actual entre ellos sea lo más corto posible.

La mejor manera de establecer el diseño de la fuente de alimentación del interruptor es similar a su diseño eléctrico. El mejor proceso de diseño es el siguiente:

1. colocar el transformador

2. diseño del Circuito de corriente del interruptor de alimentación

3. diseño del Circuito de corriente del rectificador de salida

4. el circuito de control está conectado al circuito de alimentación de ca

Diseñar el circuito de fuente de corriente de entrada y el filtro de entrada al diseñar el circuito de carga de salida y el filtro de salida de acuerdo con la unidad funcional del circuito, al organizar todos los componentes del circuito, se deben cumplir los siguientes principios:

(1) en primer lugar, considere el tamaño del pcb. Cuando el tamaño del PCB es demasiado grande, la línea de impresión será muy larga, la resistencia aumentará, la resistencia al ruido disminuirá y el costo aumentará; Si el tamaño del PCB es demasiado pequeño, la disipación de calor no es buena, y las líneas adyacentes son vulnerables a la interferencia. La mejor forma de la placa de circuito es el rectángulo, con una relación de aspecto de 3: 2 o 4: 3. Los componentes ubicados en el borde de la placa de circuito generalmente no están a menos de 2 mm del borde de la placa de circuito.

(2) al colocar el equipo, se debe considerar la soldadura posterior, no demasiado densa.

(3) con los componentes centrales de cada circuito funcional como centro, dispuestos en su entorno. los componentes deben ser uniformes, ordenados de manera ordenada y compacta en el pcb, minimizando y acortando los cables y conexiones entre los componentes, y los condensadores de desacoplamiento deben estar lo más cerca posible del VCC del equipo.

(4) para los circuitos que funcionan a alta frecuencia, se deben considerar los parámetros de distribución entre los componentes. En general, los circuitos deben estar dispuestos en paralelo tanto como sea posible. De esta manera, no solo es hermoso, sino que también es fácil de instalar y soldar y fácil de producir en masa.

(5) organizar la ubicación de cada unidad de circuito funcional de acuerdo con el proceso del circuito, para que el diseño facilite la circulación de la señal y mantenga la señal en la misma dirección tanto como sea posible.

(6) el primer principio del diseño es garantizar la velocidad de cableado, prestar atención a la conexión de los cables voladores al mover el dispositivo y juntar los dispositivos con una relación de conexión.

(7) minimizar el área del circuito para inhibir la interferencia de radiación de la fuente de alimentación del interruptor

IV. cableado

La fuente de alimentación del interruptor contiene señales de alta frecuencia. Cualquier línea impresa en el PCB se puede utilizar como antena. La longitud y el ancho de la línea impresa afectarán su resistencia e inducción, lo que afectará la respuesta de frecuencia. Incluso las líneas impresas que pasan por la señal DC pueden acoplarse a la señal de radiofrecuencia de las líneas impresas adyacentes y causar problemas en el circuito (e incluso volver a irradiar la señal de interferencia). Por lo tanto, todas las líneas impresas que pasan por la corriente alterna deben diseñarse de la manera más corta y ancha posible, lo que significa que todos los componentes conectados a las líneas impresas y otras líneas eléctricas deben colocarse muy cerca.

La longitud de la línea impresa es proporcional a su inducción e resistencia, y la anchura es proporcional a la inducción e resistencia de la línea impresa. La longitud refleja la longitud de onda de respuesta de la línea impresa. Cuanto más larga sea la longitud, menor será la frecuencia con la que la línea impresa envía y recibe ondas electromagnéticas, y puede irradiar más energía de radiofrecuencia. Dependiendo del tamaño de la corriente de la placa de circuito impreso, trate de aumentar el ancho de la línea de alimentación para reducir la resistencia del circuito. al mismo tiempo, alinear la dirección de la línea de alimentación y la línea de tierra con la dirección de la corriente eléctrica ayuda a mejorar la resistencia al ruido. El suelo es la rama inferior de los cuatro circuitos de corriente de la fuente de alimentación del interruptor. Desempeña un papel muy importante como punto de referencia público del circuito. Este es un método importante para controlar la interferencia. Por lo tanto, la ubicación del cable de tierra debe considerarse cuidadosamente al diseñar. Mezclar varios tipos de puesta a tierra puede causar un funcionamiento inestable de la fuente de alimentación. el diseño del cable de tierra debe prestar atención a los siguientes puntos:

1. elija correctamente la puesta a tierra de un solo punto. En términos generales, el extremo común del capacitor de filtro debe ser el único punto de conexión para el acoplamiento de otros puntos de tierra con el suelo de ca de alta corriente. Debe conectarse a un punto de tierra de este nivel. La consideración principal es que la corriente que regresa al suelo en cada parte del circuito cambiará. La resistencia de la línea de flujo real causará cambios en el potencial de tierra en todas las partes del circuito e introducirá interferencias. En esta fuente de alimentación de conmutación, el efecto de inducción entre su cableado y el dispositivo es pequeño, y la corriente circular formada por el circuito de tierra tiene un mayor impacto en la interferencia, por lo que se utiliza un punto de tierra, es decir, Circuito actual del interruptor de alimentación (los cables de tierra de varios dispositivos están conectados a los pines de tierra, y los cables de tierra de varios dispositivos que producen el circuito de corriente del convertidor también están conectados a los pines de tierra de los condensadores de filtro correspondientes, por lo que el funcionamiento de la fuente de alimentación es más estable y no es fácil estimularse a sí mismo. cuando no se puede hacer un solo punto, en Puntos en común. De hecho, basta con conectarlo a una lámina de cobre relativamente concentrada.

2. hacer que el cable de tierra sea lo más grueso posible si el cable de tierra es muy fino, el potencial de tierra cambiará con los cambios de corriente, lo que hará que el nivel de señal de tiempo del dispositivo electrónico sea inestable y el rendimiento antiruido disminuirá. Por lo tanto, es necesario garantizar que cada terminal de tierra de gran corriente sea lo más corto y ancho posible. Al hacer el cable, trate de ampliar el ancho del cable de alimentación y el cable de tierra. es mejor que el cable de tierra sea más ancho que el cable de alimentación. su relación es: cable de tierra > Cable de alimentación > Cable de señal. si es posible, el ancho del cable de tierra debe ser mayor de 3 mm, y también Se puede usar. grandes áreas de cobre se utilizan como cable de tierra. Y conectar las posiciones no utilizadas en la placa de circuito impreso al suelo como cable de tierra. Al realizar el cableado global, también debe seguir los siguientes principios

(1) dirección del cableado: desde el punto de vista de la superficie de soldadura, la disposición de los componentes debe ser lo más consistente posible con el esquema. La Dirección de cableado es preferiblemente la misma que la dirección de cableado del diagrama de circuito. Debido a que durante el proceso de producción se suelen probar varios parámetros en la superficie de soldadura, es conveniente inspeccionar, depurar y mantener durante el proceso de producción (nota: esto se refiere a cumplir con los requisitos de rendimiento del Circuito de toda la máquina y disposición del panel). dirección del cableado: desde el punto de vista de la superficie de soldadura, La disposición de los componentes debe ser lo más coherente posible con el esquema. La Dirección de cableado es preferiblemente la misma que la dirección de cableado del diagrama de circuito. Debido a que los diversos parámetros generalmente se prueban en la superficie de soldadura durante el proceso de producción, es conveniente inspeccionar, depurar y mantener durante el proceso de producción (nota: esto se refiere a cumplir con los requisitos de rendimiento del circuito y instalación y diseño del panel de toda la máquina).

(2). Al diseñar el diagrama de cableado, el cableado no debe doblarse tanto como sea posible, y el ancho del cable en el arco impreso no debe cambiarse repentinamente. El ángulo del cable debe ser de 90 grados, y las líneas deben ser simples y claras.

(3). No se permiten circuitos cruzados en circuitos impresos. Para las líneas que pueden cruzarse, se pueden usar "perforar" y "enredar" para resolver el problema. Es decir, dejar que un cable "perfore" la brecha debajo de otras resistencias, condensadores y pines de tripolar, o "rodee" desde un extremo del cable que puede cruzarse. En casos especiales, lo complejo que es el circuito también puede simplificar el diseño. Conectar con un puente eléctrico para resolver el problema de los circuitos cruzados. Debido a que se trata de un solo panel, los componentes en línea se encuentran en la superficie superior y el equipo de montaje de superficie se encuentra en la superficie inferior, por lo que durante el diseño, el equipo en línea puede superponerse al equipo de montaje de superficie, pero se debe evitar la superposición de almohadillas.

3. la fuente de alimentación de este interruptor es DC - DC de baja tensión. Si se quiere retroalimentar la tensión de salida a la primaria del transformador, los circuitos de ambos lados deben tener un suelo de referencia pública. Por lo tanto, después de colocar los cables de cobre en los cables de tierra a ambos lados, deben conectarse para formar un suelo público.

V. Inspección

Una vez completado el diseño del cableado, se debe comprobar cuidadosamente si el diseño del cableado cumple con las reglas establecidas por el diseñador y, al mismo tiempo, confirmar si las reglas establecidas cumplen con los requisitos del proceso de producción de la placa de circuito impreso. Por lo general, revise las líneas y líneas, las almohadillas de líneas y componentes y las líneas. Si la distancia entre el agujero a través, la almohadilla de componentes y el agujero a través, el agujero a través y el agujero a través es razonable y si cumple con los requisitos de producción. si el ancho del cable de alimentación y el cable de tierra es adecuado y si hay lugares en el PCB para ensanchar el cable de tierra. Nota: algunos errores se pueden ignorar. Por ejemplo, parte del contorno de algunos conectores se coloca fuera del marco de la placa, y se produce un error al comprobar el espaciamiento; Además, cada vez que se modifican los rastros y los agujeros, se debe volver a broncear.

La revisión se basa en la "lista de inspección de pcb", que incluye reglas de diseño, definición de capa, ancho de línea, espaciamiento, almohadillas y configuración de agujeros. También debe centrarse en revisar la racionalidad del diseño del equipo, el enrutamiento de las redes de energía y tierra y las redes de reloj de alta velocidad. Cableado y blindaje, colocación y conexión de condensadores de desacoplamiento, etc.

VI. salidas de diseño

Precauciones para exportar archivos gerber:

A. las capas que deben exportarse son la capa de cableado (capa inferior), la capa de impresión de malla de alambre (incluida la impresión de malla de alambre superior, la impresión de malla de alambre inferior), la capa de bloqueo de soldadura (capa inferior de bloqueo de soldadura), la capa de perforación (capa inferior) y también se pueden generar archivos de perforación (nc drill)

B. al configurar la capa de malla, no elija "tipo de pieza", elija la parte superior (inferior) y "contorno", "texto" y "líneas" de la capa de malla. c. al configurar cada capa, elija "contorno de placa". Al configurar la capa de la capa de malla, no seleccione el tipo de pieza, elija el contorno, el texto y las líneas de la capa superior (inferior) y la capa de malla. D. al generar el archivo de perforación, utilice la configuración predeterminada de powerpcb y no haga ningún cambio.

Lo anterior es una introducción al diseño de PCB y las especificaciones de seguridad eléctrica de la fuente de alimentación del interruptor. El IPCB también ofrece fabricantes de PCB y tecnología de fabricación de pcb.