L'actualité PCB - Guide sur les aspects électriques de la disposition et du câblage des cartes PCB

Guide sur les aspects électriques de la disposition et du câblage des cartes PCB

La disposition PCB et les lignes de l'alimentation à découpage sont très importantes pour l'exactitude et la fiabilité du fonctionnement du circuit, l'alimentation à découpage a une tension et un courant très élevés par rapport à un circuit analogique simple et à un circuit numérique, de sorte que son espacement et sa largeur de ligne sont particulièrement importants, La recherche d'un rendement élevé permet aux alimentations électriques modernes à découpage de fonctionner à des fréquences de plus en plus élevées (& gt; 50 kHz), avec des temps de commutation de plus en plus courts (& lt; 1000 NS), Et toutes ces jonctions (haute tension; courant élevé; haute fréquence; courte durée) rendent les exigences de câblage des principaux composants de l'alimentation à découpage très courtes et épaisses (en assurant un espacement positif ci - dessous).

La commutation rapide du tube de commutation entraînera des problèmes de bruit EMI qui interféreront

Fonctionnement normal de l'alimentation à découpage et d'autres appareils électriques. Ou le système peut être en dehors de la gamme EMI autorisée. Le bruit EMI ne peut pas être complètement éliminé. Cependant, il existe des méthodes que nous pouvons utiliser pour réduire au minimum ou à la plage admissible, y compris l'isolation des sources de bruit et des circuits sensibles; Blindage du fil de terre avec un courant élevé et réduire l'impact EMI en plaçant des condensateurs en céramique et des billes magnétiques en Ferrite sur les composants clés.

La conception de PCB pour l'alimentation à découpage n'est pas simple, en fait, il est impossible de tout décider en premier lieu. Ce n'est que par l'interaction et la communication entre les concepteurs de mise en page de PCB et les concepteurs d'alimentation, après de nombreuses modifications répétées, que l'ensemble de la conception de PCB peut enfin obtenir un schéma fiable.

Placement des pièces

Parce qu'il est parfois impossible de remplir toutes les conditions, le résultat est souvent un compromis. Cependant, il est très important de placer les pièces correctement.

Disposition préliminaire des pièces

Le concepteur de puissance devrait fournir une mise en page approximative. Il peut s'agir d'un manuscrit, mais il est préférable de fournir une Cao de mise en page approximative. La partie la plus importante du processus de conception est le placement des principaux composants de la boucle. Et le placement de toutes les autres pièces importantes.

Disposition de la zone des composants

Dans le travail réel, les pièces doivent être distribuées en fonction de la fonction du circuit et les pièces ayant la même fonction doivent être réparties uniformément; étroitement liés ensemble, il devrait y avoir une séparation efficace entre les parties des différentes fonctions. Sous réserve de l'article. Le concepteur d'alimentation doit fournir un diagramme de placement des composants importants sur le PCB et un diagramme de placement des composants du module fonctionnel du circuit principal.

Disposition du circuit

Les pièces doivent être placées au bon endroit. Pour faciliter le câblage, réduisez le câblage croisé et réduisez un peu le câblage long, car le câblage doit être court. Son contenu doit être pris au sérieux. En outre, certains câblages importants doivent avoir une largeur suffisante. En outre, l'espacement de sécurité et l'espacement important

Circuits sensibles et circuits de bruit

Par circuit sensible, on entend un circuit particulièrement sensible au bruit. Par circuit de bruit, on entend la source du bruit. Pour la plupart des alimentations, il existe généralement des circuits sensibles et des circuits de bruit. Ces circuits doivent être efficacement isolés les uns des autres, et la meilleure façon de le faire est de maintenir une distance d'au moins 1 pouce entre eux. De cette façon, les défaillances peuvent être efficacement réduites. Les circuits sensibles et bruyants doivent être clairement marqués sur le schéma.

Montée en température et considérations mécaniques

Les questions de montée en température et de mécanisme sont très importantes et les concepteurs d'alimentation doivent fournir des directives très détaillées et doivent évaluer l'intégrité de la disposition et du radiateur du PCB ainsi que la conception. Normalement, ces questions seront traitées en premier. Dans le cas d'une alimentation électrique, une disposition et un câblage corrects sont essentiels à l'exactitude du circuit. C'est la première condition pour assurer l'exactitude du circuit, suivie de considérations thermiques, mécaniques et de fabrication.

Considérations relatives à la production

Les considérations de production sont un problème courant avec la couche PCB et tous les détails doivent être déterminés par le concepteur de l'alimentation.

Définition de layer:

Le concepteur d'alimentation doit déterminer si le PCB est monocouche ou multicouche, si oui. Le concepteur doit définir la couche d'alimentation, la couche, le blindage et la couche de câblage. De plus, les dimensions de chaque couche de feuille de cuivre doivent être déterminées. Cela permet de minimiser la flexion et l'équilibre du PCB. Enfin, toute contrainte particulière doit être prise en compte, qui peut inclure l'isolation du circuit principal du circuit de signalisation, l'isolation du circuit sensible du circuit de bruit et la segmentation du plan de masse.

Largeur du câble

Le concepteur de périphérique d'alimentation doit spécifier une largeur de câblage minimale (par défaut). En outre, le schéma fourni par le concepteur doit spécifier une largeur de ligne minimale pour tous les câblages. Tout diamètre minimal de fil et toute valeur maximale de courant doivent être déterminés en détail. Si c'est ce dernier, la largeur minimale de la ligne sera déterminée par le tableau ci - dessous. Les valeurs préférées sont celles pour lesquelles l'élévation de température indiquée dans la colonne est inférieure à 10 degrés Celsius.

Câblage courte distance

Certains câblages doivent être aussi courts que possible. En général, d'autres situations se produisent avec certains courants de commutation et un câblage I / t élevé. Ces lignes doivent apparaître sur le schéma. Les concepteurs de puissance doivent déterminer quelle ligne doit être suffisamment courte. En cas de conflit avec d'autres dispositions, la priorité doit être accordée.

Câblage et pose de cuivre

Le câblage des pièces doit être effectué manuellement conformément à la section 3.3 et aux autres directives. Il est à espérer que les concepteurs seront en mesure de discuter avec les fabricants de mise en page de PCB pour déterminer certains paramètres de priorité dans le câblage et de développer le schéma parfait. En outre, la mise en page de PCB devrait envoyer une fois par jour les dernières avancées de PCB au concepteur de puissance. Le concepteur d'alimentation doit vérifier et évaluer l'état de la disposition du PCB et le signaler immédiatement au concepteur de la disposition du PCB afin de minimiser le nombre de modifications répétées de la disposition du PCB.

Bien sûr, en cas de problèmes inattendus, il est nécessaire de revenir en arrière pour modifier et ajuster les pièces. Cette situation doit être déterminée avant de confirmer la première version, ou avant de procéder à une révision massive, et non lorsque le PCB sort du fichier gerber.

Note pour radiateur

Espacement

Pour les lignes en courant alternatif, leur espacement doit répondre aux exigences de courant de fuite et aux exigences de sécurité spécifiées.

Perturbations électriques

Certains cas ont montré qu'il y avait du bruit et des interférences PCB à haute fréquence entre certains circuits et radiateurs. Une telle perturbation affecte l'intégrité et le fonctionnement du circuit. C'est au concepteur d'alimentation de décider s'il est nécessaire de couper les ailettes de refroidissement ou de faire le blindage nécessaire.