Blog de PCB - Código de diseño de PCB para la producción de reguladores de conmutación

En el diseño y la producción de energía, Diseño y producción PCB Board Es muy importante. En el diseño de cualquier fuente de alimentación de conmutación, Diseño físico basado en PCB Board Es un enlace. Si el método de diseño no es adecuado, Este PCB Board Puede causar muchos problemas. Basado en años PCB Board Diseño, Experiencia en el diseño y la producción de energía eléctrica, El autor analiza las precauciones en cada paso.

Proceso de diseño

El proceso de diseño desde el dibujo hasta el tablero de PCB es: establecer los parámetros del componente – introducir la tabla de principios – establecer los parámetros de diseño – diseño manual – cableado manual – verificar el diseño – revisión – salida Cam.

Requisitos de seguridad eléctrica

El espaciamiento de los cables debe cumplir los requisitos de seguridad eléctrica, debe ser al menos adecuado para soportar la tensión y debe ser lo más amplio posible para facilitar el funcionamiento y la producción. Cuando la densidad de cableado es baja, la distancia entre las líneas de señal se puede aumentar adecuadamente. Para las líneas de señal con diferencias de alto y bajo nivel, el espaciamiento debe ser lo más grande posible, generalmente 8 mils. La distancia entre el borde del agujero interior de la almohadilla de soldadura y el borde de la placa de impresión debe ser superior a 1 mm para evitar defectos de la almohadilla de soldadura durante el procesamiento. Cuando las trazas conectadas a la almohadilla sean más delgadas, la conexión entre la almohadilla y las trazas se diseñará en forma de gota de agua, con la ventaja de que la almohadilla no se pelará fácilmente y las trazas y la almohadilla no se desconectarán fácilmente.

Diseño de componentes

La práctica de la disposición de los componentes ha demostrado que la fiabilidad de los equipos electrónicos se verá afectada negativamente incluso si el diseño del diagrama esquemático del circuito es correcto y el diseño de la placa de circuito impreso no es adecuado. Por ejemplo, si dos líneas paralelas delgadas en una placa de circuito impreso están muy cerca, la forma de onda de la señal se retrasa, generando así ruido reflejado al final de la línea de transmisión. Por lo tanto, al diseñar la placa de circuito impreso, se debe prestar atención al método correcto. La fuente de alimentación del interruptor tiene cuatro circuitos de corriente: el circuito de corriente alterna del interruptor de potencia, el circuito de corriente alterna del rectificador de salida, el circuito de corriente de la fuente de señal de entrada y el circuito de corriente de carga de salida. El circuito de entrada utiliza corriente continua aproximada para cargar el condensador de entrada, que se utiliza principalmente para el almacenamiento de energía de banda ancha. Del mismo modo, el condensador de filtro de salida también se utiliza para almacenar energía de alta frecuencia del rectificador de salida, eliminando al mismo tiempo la energía DC del Circuito de carga de salida. Por lo tanto, los circuitos de corriente de entrada y salida sólo deben conectarse a la fuente de alimentación desde el terminal del condensador de filtro; Si la conexión entre el circuito de entrada / salida y el circuito de conmutación / rectificador de Potencia no puede conectarse directamente a los terminales del condensador, la energía de CA pasará a través de la entrada o salida. Filtrar condensadores y irradiar al medio ambiente. El circuito AC del interruptor de potencia y el circuito AC del rectificador contienen corriente trapezoidal de alta amplitud. Estas corrientes tienen un alto contenido armónico y su frecuencia es mucho mayor que la frecuencia fundamental del interruptor. La amplitud máxima puede ser hasta 5 veces la amplitud de la corriente continua de entrada / salida. El tiempo de transición suele ser de aproximadamente 50 ns. Estos dos bucles son susceptibles a interferencias electromagnéticas, por lo que estos bucles de CA deben ser cableados antes de otras trayectorias en la fuente de alimentación. Los condensadores filtrantes, interruptores o rectificadores de potencia, inductores o transformadores de cada circuito se colocarán uno al lado del otro para que la trayectoria de corriente entre ellos sea lo más corta posible.

Al organizar todos los componentes del Circuito, se observarán los siguientes principios:

Cuando el tamaño de la placa de PCB es demasiado grande, la línea de impresión será muy larga, la impedancia aumentará, la capacidad anti - ruido disminuirá y el costo aumentará; Si es demasiado pequeño, la disipación de calor será muy pobre y las líneas adyacentes serán vulnerables a la interferencia. La forma de la placa de circuito es rectangular y la relación de aspecto es de 3: 2 o 4: 3. La distancia entre el elemento situado en el borde de la placa de circuito y el borde de la placa de circuito no suele ser inferior a 2 mm.

Al colocar el equipo, considere la soldadura posterior, no demasiado densa.

El diseño se centra en los componentes de cada circuito funcional. Los componentes se colocarán de manera uniforme, ordenada y compacta en el PCB, reduciendo y acortando al mínimo el plomo y la conexión entre los componentes, y el condensador de desacoplamiento se colocará lo más cerca posible del VCC del dispositivo.

Para el circuito de alta frecuencia, se deben tener en cuenta los parámetros de distribución entre los componentes. En los circuitos generales, los componentes deben estar dispuestos en paralelo en la medida de lo posible. Por lo tanto, no sólo es hermoso, sino que también es fácil de instalar y soldar, y fácil de producir en masa.

Organizar la posición de cada unidad de circuito funcional de acuerdo con el proceso de circuito para que la disposición sea conveniente para el flujo de la señal y la dirección de transmisión de la señal sea lo más consistente posible.

El primer principio de la disposición es garantizar la velocidad de cableado, prestar atención a la conexión de los cables voladores en los dispositivos móviles y mantener los dispositivos conectados juntos.

Reducir el área del bucle en la medida de lo posible para suprimir la interferencia de radiación de la fuente de alimentación de conmutación.

Procesamiento de alta frecuencia

La longitud y anchura del conductor afectan a su impedancia e Inductancia, y luego a la respuesta de frecuencia. Incluso las trazas que pasan a través de la señal DC pueden acoplarse a las señales de radiofrecuencia de las trazas adyacentes y causar problemas en el circuito (o incluso re - irradiar la señal de interferencia). Por lo tanto, todas las rutas que lleven corriente alterna deben estar diseñadas para ser lo más cortas y anchas posible, lo que significa que todos los componentes conectados a las rutas y otras líneas de alimentación deben estar estrechamente unidos. De acuerdo con la corriente de la placa de circuito impreso, trate de aumentar la anchura de la línea de alimentación para reducir la resistencia del bucle. Al mismo tiempo, la dirección de la línea de alimentación y la línea de tierra es la misma que la dirección de la corriente, lo que ayudará a mejorar la capacidad anti - ruido. La puesta a tierra es la rama inferior de los cuatro circuitos de corriente de la fuente de alimentación de conmutación. Como punto de referencia común, desempeña un papel importante en el control de la interferencia. Por lo tanto, la colocación del cable de tierra debe ser cuidadosamente considerada en el diseño. La mezcla de varios tipos de puesta a tierra resultará en un funcionamiento inestable de la fuente de alimentación. El diseño del cable de tierra debe prestar atención a los siguientes puntos.

1. Selección correcta de la puesta a tierra de un solo punto

En general, los terminales comunes del condensador serán los puntos de conexión en los que otros puntos de puesta a tierra estén acoplados a la puesta a tierra AC de alta corriente, los puntos de puesta a tierra del mismo Circuito estarán lo más cerca posible y el condensador del filtro de potencia del Circuito de esta fase también estará conectado al punto de puesta a tierra de esta fase. La puesta a tierra de un solo punto, es decir, el cable de tierra de una pluralidad de dispositivos en el circuito de corriente del interruptor de alimentación está conectado al pin de puesta a tierra, y el cable de tierra de una pluralidad de dispositivos en el circuito de corriente del rectificador de salida está conectado al pin de puesta a tierra del condensador de filtro correspondiente, lo que hace que el trabajo de la fuente de alimentación sea más estable y no fácil de auto - excitación. Cuando no sea posible realizar un solo punto, conecte dos diodos o una pequeña resistencia a la tierra común o a una lámina de cobre relativamente concentrada.

2. Engrosamiento del cable de tierra en la medida de lo posible

El cable de puesta a tierra es muy delgado y el potencial de puesta a tierra varía con la corriente, lo que hace que el nivel de señal de tiempo de los equipos electrónicos sea inestable y el rendimiento anti - ruido se deteriore. Por lo tanto, es necesario asegurar que cada terminal de puesta a tierra de alta corriente imprima el cable lo más corto y ancho posible, y que el ancho del cable de alimentación y el cable de puesta a tierra sea lo más amplio posible. El cable de tierra es más ancho que el cable de alimentación. La relación entre ellos es tierra > línea de alimentación > línea de señal. Si es posible, la anchura del cable de tierra debe ser superior a 3 mm. La capa se utiliza como cable de tierra y los lugares no utilizados en la placa de circuito impreso se conectan al suelo como cable de tierra.

Consideraciones de enrutamiento global

Desde el punto de vista de la interfaz, la disposición de los componentes debe coincidir con el diagrama esquemático en la medida de lo posible, y la dirección del cableado debe coincidir con la dirección del cableado del diagrama esquemático. En el diagrama de cableado, las trazas deben girar lo menos posible, el ancho de línea en el arco de impresión no debe cambiar repentinamente, el ángulo del conductor debe ser - 90°, la línea debe ser simple y clara. No se permiten circuitos cruzados en el circuito. Para las líneas que pueden cruzarse, se pueden utilizar métodos de "perforación" y "devanado". Es decir, permitir que un cable "salga" de la brecha bajo otras resistencias, condensadores y pines de triodo, o "enrollarse" de un extremo del cable que podría cruzarse. Si el circuito es muy complejo, también se puede utilizar un saltador para simplificar el diseño para resolver el problem a de los circuitos cruzados.

Inspección y examen

Una vez terminado el diseño, El diseño del cableado debe comprobarse cuidadosamente para cumplir las normas establecidas por el diseñador., Al mismo tiempo, Es necesario confirmar que las normas establecidas cumplen los requisitos del proceso de producción de PCB. Comprobación general de la distancia entre el cable y el cable, Conductores y almohadillas de componentes, Conductores y a través de agujeros, Almohadilla de montaje y orificio, Si el orificio y el orificio son razonables y cumplen los requisitos de producción. Si el ancho del cable de alimentación y del cable de tierra es adecuado, Y si hay algún lugar en el PCB que pueda ampliar el cable de tierra. De acuerdo con la "lista de PCB", Incluye reglas de diseño, Definición de capa, Ancho de línea, Espaciamiento, Pad, Configuración y via. También es necesario examinar la razonabilidad de la disposición del equipo, Enrutamiento de la red de alimentación y puesta a tierra, Red de reloj de alta velocidad. Cableado y blindaje, Reasentamiento, Conexión al condensador de desacoplamiento PCB Board.