Conception électronique - Conception et analyse de cartes PCB à découpage

Dans la conception d'alimentation à découpage, la conception physique de la carte PCB est le dernier maillon. Si la méthode de conception est incorrecte, le PCB peut émettre trop d'interférences électromagnétiques, ce qui entraîne un fonctionnement instable de l'alimentation. Voici une analyse de ce qui doit être pris en compte à chaque étape:

1. Processus de conception du schéma au PCB. Etablir les paramètres du composant - "principes d'entrée netsheet -" paramètres de conception - "disposition manuelle -" câblage manuel - "vérification de la conception -" révision - "sortie Cam".

2. Paramètres la distance entre les fils adjacents doit être capable de répondre aux exigences de sécurité électrique et, pour faciliter l'opération et la production, la distance doit être aussi large que possible. L'espacement minimal doit être au moins adapté à la tension permise. Lorsque la densité de câblage est faible, l'espacement des lignes de signal peut être augmenté de manière appropriée. Pour les lignes de signal avec un grand écart entre les niveaux haut et Bas, l'espacement doit être aussi court que possible et l'espacement doit être augmenté. En général, réglez l'espacement des pistes à 8mil.

Le bord du trou intérieur du plot doit être à une distance supérieure à 1 mm du bord de la plaque d'impression, ce qui permet d'éviter les défauts du plot lors de l'usinage. Lorsque les traces de connexion aux Plots sont minces, les connexions entre les Plots et les traces doivent être conçues en forme de gouttelettes. L'avantage est que les Plots ne sont pas faciles à décoller, mais que les traces et les Plots ne sont pas faciles à déconnecter.

Troisièmement, la pratique de la disposition des composants prouve que même si le schéma du circuit est correctement conçu et que la carte de circuit imprimé est mal conçue, cela peut nuire à la fiabilité de l'équipement électronique. Par example, si deux lignes minces parallèles de la plaque d'impression sont rapprochées, la forme d'onde du signal sera retardée et un bruit réfléchi se formera aux bornes de la ligne de transmission. Les performances diminuent, de sorte que lors de la conception d'une carte de circuit imprimé, vous devez prendre soin d'adopter la bonne approche. Chaque alimentation à découpage comporte quatre boucles de courant:

(1). Circuit alternatif de commutation de puissance

(2). Circuit alternatif redresseur de sortie

(3). Signal d'entrée source boucle de courant

(4). Boucle de courant de charge de sortie

Le circuit alternatif de l'interrupteur de puissance et le circuit alternatif du redresseur contiennent un courant trapézoïdal de forte amplitude. La composante harmonique de ces courants est très élevée. Cette fréquence est bien supérieure à la fréquence fondamentale du commutateur. L'amplitude de crête peut aller jusqu'à 5 fois l'amplitude du courant continu d'entrée / sortie. Le temps de transition est généralement de l'ordre de 50 ns. Ces deux boucles sont les plus sensibles aux perturbations électromagnétiques, de sorte que ces boucles alternatives doivent être disposées avant les autres lignes imprimées dans l'alimentation. Les trois principaux composants de chaque boucle sont un condensateur de filtrage, un interrupteur ou redresseur d'alimentation, une inductance ou un transformateur. Placez - les côte à côte et ajustez la position des composants pour que le chemin actuel entre eux soit le plus court possible. La meilleure façon d'établir une disposition d'alimentation à découpage est similaire à sa conception électrique. Le processus de conception optimal est le suivant:

Placer le transformateur

Conception de la boucle de courant de commutation de puissance

Conception de la boucle de courant du redresseur de sortie

Le circuit de commande est relié au circuit d'alimentation en courant alternatif

Conception de boucles de source de courant d'entrée et de filtres d'entrée

Lors de la conception de la boucle de charge de sortie et du filtre de sortie selon les unités fonctionnelles du circuit, les principes suivants doivent être respectés lors de l'agencement de tous les composants du circuit:

(1) Tout d'abord, considérez la taille du PCB. Lorsque la taille du PCB est trop grande, la ligne imprimée sera longue, l'impédance augmentera, la résistance au bruit diminuera et le coût augmentera; Si la taille du PCB est trop petite, la dissipation de chaleur n'est pas bonne et les lignes adjacentes peuvent facilement être perturbées. La forme optimale de la carte est rectangulaire avec un rapport d'aspect de 3: 2 ou 4: 3. Les composants situés sur le bord de la carte ne sont généralement pas à moins de 2 mm du bord de la carte.

(2) lors de la mise en place de l'équipement, pensez à la soudure ultérieure, pas trop dense.

(3) centré sur le composant de base de chaque circuit fonctionnel et disposé autour de celui - ci. Les composants doivent être disposés uniformément, de manière ordonnée et compacte sur le circuit imprimé, en minimisant et en raccourcissant les conducteurs et les connexions entre les composants, et les condensateurs de découplage doivent être placés aussi près que possible du VCC de l'appareil.

(4) pour les circuits fonctionnant à haute fréquence, les paramètres de distribution entre les composants doivent être pris en compte. En général, les circuits doivent être disposés en parallèle autant que possible. De cette façon, il est non seulement beau, mais aussi facile à installer et à souder et facile à produire en série.

(5) Organiser l'emplacement de chaque unité de circuit fonctionnel selon le processus de circuit, de sorte que la disposition facilite la circulation du signal et que le signal reste dans la même direction autant que possible.

4. L'alimentation de commutation de câblage contient un signal à haute fréquence. Toute ligne imprimée sur une carte de circuit imprimé peut agir comme une antenne. La longueur et la largeur de la ligne imprimée affecteront son impédance et son inductance, et donc sa réponse en fréquence. Même une ligne imprimée passant par un signal continu peut être couplée à un signal radiofréquence provenant d'une ligne imprimée voisine et entraîner des problèmes de circuit (voire rayonner à nouveau un signal perturbateur). Par conséquent, toutes les lignes imprimées traversant le courant alternatif doivent être conçues pour être aussi courtes et larges que possible, ce qui signifie que tous les composants connectés aux lignes imprimées et aux autres lignes électriques doivent être placés très près. La longueur de la ligne imprimée est proportionnelle à son inductance et à son impédance, et la largeur est inversement proportionnelle à l'inductance et à l'impédance de la ligne imprimée.

La conception de la ligne de sol devrait prêter attention aux points suivants:

1. Choisissez correctement un point de mise à la terre unique. D'une manière générale, l'extrémité commune du condensateur de filtrage doit être le seul point de connexion des autres points de masse couplés alternativement à un courant important. Il doit être connecté à un point de mise à la terre de ce niveau. La principale considération est que le courant de retour à la terre dans chaque partie du circuit change. L'impédance de la ligne de circulation réelle provoque des variations du potentiel de la terre dans les différentes parties du circuit et introduit des perturbations.

2. Épaissez le fil de terre autant que possible. Si la ligne de terre est fine, le potentiel de terre varie avec le courant, ce qui entraîne une instabilité du niveau du signal de synchronisation de l'électronique et une diminution de la résistance au bruit. Par conséquent, assurez - vous que chaque borne de masse à fort courant utilise une ligne imprimée la plus courte et la plus large possible, et élargissez autant que possible la largeur des lignes d'alimentation et de masse. Le fil de terre est de préférence plus large que le fil d'alimentation. Leur relation est: ligne de terre > ligne d'alimentation > ligne de signal. Si possible, la largeur de la ligne de sol doit être supérieure à 3 mm et une grande surface de couche de cuivre peut également être utilisée comme ligne de sol. Connectez les endroits non utilisés sur la carte de circuit imprimé comme fil de terre.

5. Une fois la conception de câblage terminée, vous devez vérifier soigneusement si la conception de câblage est conforme aux règles établies par le concepteur. Dans le même temps, il est également nécessaire de confirmer que les règles établies sont conformes aux exigences du processus de production des plaques imprimées. Vérifiez généralement si les fils et les fils, les disques de soudage de fils et de composants, les fils et les trous traversants, la distance entre les tapis de composants et les trous traversants, la distance entre les trous traversants et les trous traversants sont raisonnables et conformes aux exigences de production. Si la largeur du cordon d'alimentation et du fil de terre est appropriée et s'il y a un endroit dans le PCB pour élargir le fil de terre. Remarque: certaines erreurs peuvent être ignorées. Par example, lorsqu'une partie du contour de certains connecteurs est placée hors du cadre de la plaque, une erreur apparaît lors du contrôle de l'espacement; De plus, chaque fois que les traces et les trous sont modifiés, il est nécessaire de les cuivrer à nouveau. 6. L'examen comprend les règles de conception, la définition des couches, la largeur des lignes, l'espacement, les Plots et les paramètres de perçage, conformément à la « liste de contrôle pcb». L'accent devrait également être mis sur l'examen de la rationalité de la disposition de l'équipement, le routage des réseaux d'alimentation et de terre et le routage et le blindage des réseaux d'horloge à haut débit, le placement et la connexion des condensateurs de découplage, etc.