Technologie PCB - Six compétences en conception de PCB qui doivent être conçues avec une alimentation à découpage

Dans toute 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 ce qu'il faut faire attention à chaque étape à analyser.

1. Processus du schéma à la conception de PCB

Etablir les paramètres du composant - > principes d'entrée netsheet - > paramètres de conception - > disposition manuelle - > câblage manuel - > vérifier la conception - > révision - > sortie Cam.

2. Paramètres

La distance entre les fils adjacents doit pouvoir satisfaire aux exigences de sécurité électrique et doit être aussi large que possible pour faciliter la manipulation et la production. 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.

3. Disposition des composants

La pratique a prouvé que même si le schéma de circuit est correctement conçu et la carte de circuit imprimé mal conçue peut nuire à la fiabilité de l'électronique.

Par example, si deux lignes minces parallèles de la plaque d'impression sont rapprochées, il en résulte un retard de la forme d'onde du signal et un bruit réfléchi 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: Circuit alternatif de commutation de puissance circuit alternatif de sortie redresseur boucle alternative de signal d'entrée source de courant de sortie boucle de courant de charge boucle d'entrée

Le condensateur d'entrée est chargé par un courant approximativement continu, le condensateur de filtrage servant principalement de réservoir d'énergie à large bande; De même, le condensateur de filtrage de sortie est également utilisé pour stocker l'énergie haute fréquence du redresseur de sortie tout en éliminant l'énergie continue de la boucle de charge de sortie.

Les bornes des condensateurs de filtrage d'entrée et de sortie sont donc très importantes. Les boucles de courant d'entrée et de sortie ne peuvent être reliées à l'alimentation qu'à partir des bornes du condensateur de filtrage respectivement; Si la connexion entre la boucle d'entrée / sortie et la boucle de commutation / redressement d'alimentation ne peut pas être connectée au condensateur, les bornes sont connectées directement et l'énergie alternative sera rayonnée dans l'environnement à travers le condensateur de filtrage d'entrée ou 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:

1. Placez le transformateur 2. Conception de la boucle de courant de commutation d'alimentation 3. Conception de la boucle de courant redresseur de sortie 4. Connexion du circuit de commande au circuit d'alimentation secteur

4.conception des boucles de source de courant d’entrée et des filtres d’entrée lorsque la conception des boucles de charge de sortie et des filtres de sortie est basée sur les unités fonctionnelles du circuit, les principes suivants doivent être respectés lors de l’agencement de tous les composants du circuit:

A. 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 éléments sont situés sur le bord de la carte, généralement pas moins de 2 mm du bord de la carte

B. Lors de la mise en place de l'équipement, pensez à la soudure future, pas trop dense

C. centré sur le composant central de chaque circuit fonctionnel et disposé autour de celui - ci. Les composants doivent être disposés de manière uniforme, 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.

D. pour les circuits fonctionnant à haute fréquence, les paramètres de distribution entre les éléments 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, facile à produire en série

E. organiser la position de chaque unité de circuit fonctionnel selon le processus de circuit, de sorte que la disposition facilite la circulation du signal et maintient le signal dans la même direction autant que possible

F. le premier principe de la disposition est d'assurer le taux de câblage, de prêter attention à la connexion des lignes volantes lors du déplacement de l'appareil et de mettre ensemble les appareils avec une relation de connexion

G. réduire autant que possible la surface de la boucle pour supprimer les interférences radiatives de l'alimentation à découpage

5. Câblage

L'alimentation à découpage contient un signal haute fréquence. Toute ligne imprimée sur le PCB peut être utilisée comme 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 longueur reflète la longueur d'onde de réponse de la ligne imprimée. Plus la longueur est longue, plus la fréquence à laquelle la ligne imprimée envoie et reçoit des ondes électromagnétiques est basse et plus elle peut rayonner d'énergie RF.

Selon la taille du courant de la carte de circuit imprimé, essayez d'augmenter la largeur du cordon d'alimentation pour réduire la résistance de la boucle. Dans le même temps, aligner la direction de la ligne d'alimentation et de la ligne de terre avec la direction du courant contribue à améliorer la résistance au bruit.

La masse est la branche inférieure des quatre boucles de courant de l'alimentation à découpage. Il joue un rôle important en tant que point de référence commun pour les circuits et constitue un moyen important de contrôler les interférences. Par conséquent, l'emplacement des lignes de mise à la terre doit être soigneusement considéré lors de la mise en page. Mélanger les différentes mises à la terre peut entraîner un fonctionnement instable de l'alimentation.

6. Inspection

Une fois la conception de câblage terminée, vérifiez soigneusement si la conception de câblage est conforme aux règles établies par le concepteur, tout en confirmant que les règles établies sont conformes aux exigences du processus de production de la carte imprimée. En général, vérifiez les lignes et les lignes, les plots de lignes et d'éléments et les lignes. Est - ce que la distance du trou traversant, du plot d'élément au trou traversant, du trou traversant au trou traversant est raisonnable et répond 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.

L'examen est basé sur une « liste de contrôle pcb» qui comprend les règles de conception, les définitions de couche, la largeur de ligne, l'espacement, les Plots et les paramètres de perçage. Il devrait également se concentrer sur l'examen de la rationalité de la disposition de l'équipement, le routage des réseaux électriques et terrestres, et les réseaux d'horloge à haut débit. Câblage et blindage, placement et connexion de condensateurs de découplage, etc.

7. Sortie de conception

Notes pour exporter un fichier gerber:

A. les couches nécessitant une sortie comprennent la couche de câblage (sous - couche), la couche de treillis métallique (y compris le treillis supérieur, le treillis inférieur), le masque de soudure (masque de soudure inférieur), la couche de perçage (sous - couche et fichier de perçage (NC Drill))

B. Lorsque vous définissez le calque du calque sérigraphique, ne sélectionnez pas le type de pièce, sélectionnez le calque supérieur (inférieur) du calque sérigraphique et le contour, le texte, les lignes

C. dans PCB design, sélectionnez Board Outline lorsque vous définissez les couches de chaque couche. Lorsque vous définissez le calque du calque sérigraphié, ne sélectionnez pas « type de pièce », sélectionnez le contour et le texte du calque supérieur (sous - jacent) et du calque sérigraphié.