Dati PCB - Specificazione di progettazione della scheda PCB dell'alimentazione elettrica di commutazione

In qualsiasi progetto di alimentazione di commutazione, il design fisico della scheda PCB è un collegamento. Se il metodo di progettazione non è appropriato, la scheda PCB può irradiare troppe interferenze elettromagnetiche, causando l'alimentazione elettrica a funzionare in modo instabile. Occorre prestare attenzione ai seguenti punti in ogni fase. analizzare:

1. Processo di progettazione dal diagramma schematico alla scheda PCB Stabilire i parametri dei componenti - elenco di principio di input - impostazione dei parametri di progettazione - layout manuale - routing manuale - verifica progettazione - revisione - uscita CAM.

2. La distanza tra i fili adiacenti nell'impostazione dei parametri deve soddisfare i requisiti di sicurezza elettrica e per la comodità del funzionamento e della produzione, la distanza dovrebbe essere il più ampia possibile. La distanza dovrebbe essere almeno adatta alla tensione di resistenza. Quando la densità di cablaggio è bassa, la distanza delle linee di segnale può essere aumentata in modo appropriato. La spaziatura della traccia è impostata su 8mil. La distanza dal bordo del foro interno del pad al bordo della scheda stampata dovrebbe essere maggiore di 1mm, in modo da evitare il difetto del pad durante l'elaborazione. Quando le tracce collegate ai pad sono sottili, il collegamento tra pad e tracce dovrebbe essere progettato in una forma di goccia d'acqua. Il vantaggio di questo è che i pad non sono facili da sbucciare, ma le tracce e i pad non sono facilmente scollegati.

3. la pratica del layout dei componenti ha dimostrato che anche se la progettazione schematica del circuito è corretta e i circuiti stampati non sono progettati correttamente, influenzerà negativamente l'affidabilità delle apparecchiature elettroniche. Ad esempio, se le due sottili linee parallele della scheda stampata sono molto vicine, si formerà il ritardo della forma d'onda del segnale e il rumore di riflessione sarà formato alla fine della linea di trasmissione; Le prestazioni sono degradate, quindi si dovrebbe prestare attenzione a utilizzare il metodo corretto durante la progettazione del circuito stampato. Ogni alimentatore di commutazione ha quattro cicli di corrente:

1) Circuito AC dell'interruttore di alimentazione

2) Circuito AC raddrizzatore di uscita

3) loop corrente della sorgente del segnale di ingresso

4) loop corrente di carico in uscita Il loop di ingresso carica il condensatore in ingresso attraverso una corrente CC approssimativa e il condensatore filtro svolge principalmente il ruolo di stoccaggio di energia a banda larga; Allo stesso modo, il condensatore del filtro di uscita viene utilizzato anche per memorizzare l'energia ad alta frequenza dal raddrizzatore di uscita e allo stesso tempo rimuove l'energia CC dal circuito di carico di uscita. Pertanto, i terminali dei condensatori filtranti in ingresso e in uscita sono molto importanti e i cicli di corrente in ingresso e in uscita dovrebbero essere collegati all'alimentazione elettrica solo dai terminali dei condensatori filtranti; Se il collegamento tra il ciclo di ingresso/uscita e il ciclo di commutazione/raddrizzatore non può essere I terminali sono collegati direttamente e l'energia CA sarà irradiata nell'ambiente dai condensatori del filtro di ingresso o uscita. Il ciclo AC dell'interruttore di alimentazione e il ciclo AC del raddrizzatore contiene correnti trapezoidali ad alta ampiezza. Queste correnti hanno un alto contenuto armonico, la frequenza è molto più alta della frequenza fondamentale di commutazione e l'ampiezza di picco può essere fino a 5 volte l'ampiezza della corrente continua di ingresso / uscita DC. Il tempo di transizione è solitamente di circa 50ns. Questi due loop sono soggetti a interferenze elettromagnetiche, quindi questi loop CA devono essere disposti prima che altre tracce nell'alimentazione siano instradate. I tre componenti principali di ogni ciclo, condensatori filtranti, interruttori di potenza o raddrizzatori, induttori o trasformatori, dovrebbero essere in fase l'uno con l'altro. Posizionarli l'uno accanto all'altro e posizionare i componenti in modo che i percorsi correnti tra di loro siano il più brevi possibile. Il metodo per stabilire un layout di alimentazione di commutazione è simile alla sua progettazione elettrica. Il flusso di progettazione è il seguente:

a. Posizionare il trasformatore

b. Progettare il ciclo di corrente dell'interruttore di alimentazione

c. Progettare il ciclo di corrente del raddrizzatore in uscita

d. Circuito di controllo collegato al circuito di alimentazione CA

Progettare il ciclo sorgente di corrente in ingresso e il filtro di ingresso Progettare il ciclo di carico in uscita e il filtro di uscita Secondo l'unità funzionale del circuito, quando si stabiliscono tutti i componenti del circuito, devono essere seguiti i seguenti principi:

1) In primo luogo, considerare le dimensioni della scheda PCB. Quando la dimensione della scheda PCB è troppo grande, le linee stampate saranno lunghe, l'impedenza aumenterà, la capacità anti-rumore diminuirà e anche il costo aumenterà; Se la dimensione è troppo piccola, la dissipazione del calore sarà scarsa e le linee adiacenti interferiranno facilmente. La forma del circuito stampato è rettangolare e il rapporto di aspetto è 3: 2 o 4: 3. I componenti situati sul bordo del circuito stampato sono generalmente non meno di 2mm dal bordo del circuito stampato.

2) Quando si posiziona il dispositivo, considerare la successiva saldatura, non troppo densa.

3) Concentrandosi sull'elemento di ogni circuito funzionale, fare un layout intorno ad esso. I componenti dovrebbero essere uniformemente, ordinatamente e compattamente disposti sulla scheda PCB, minimizzare e accorciare i cavi e le connessioni tra i componenti e i condensatori di disaccoppiamento dovrebbero essere il più vicino possibile al VCC del dispositivo

4) Per i circuiti che funzionano ad alte frequenze, i parametri di distribuzione tra i componenti devono essere presi in considerazione. In generale, i componenti dovrebbero essere disposti in parallelo il più possibile. In questo modo, non è solo bello, ma anche facile da installare e saldare e facile da produrre in serie.

5) Disporre le posizioni di ogni unità di circuito funzionale secondo il flusso del circuito, in modo che il layout sia conveniente per la circolazione del segnale e i segnali mantengano la stessa direzione possibile.

6) Il principio primario del layout è quello di garantire la velocità di routing del cablaggio, prestare attenzione alla connessione dei fili volanti durante lo spostamento dei dispositivi e mettere insieme i dispositivi con una relazione di connessione.

7) Ridurre l'area del ciclo il più possibile per sopprimere l'interferenza di radiazione dell'alimentatore di commutazione

4. L'alimentazione elettrica di commutazione del cablaggio contiene segnali ad alta frequenza. Qualsiasi cavo stampato sul PCB può fungere da antenna. La lunghezza e la larghezza del filo stampato influenzeranno la sua impedenza e induttanza, influenzando così la risposta in frequenza. Anche le tracce che passano attraverso i segnali DC possono accoppiarsi a segnali RF provenienti da tracce adiacenti e causare problemi di circuito (o addirittura irradiare nuovamente segnali interferenti). Pertanto, tutte le tracce che trasportano corrente CA devono essere progettate in modo da essere il più corto e largo possibile, il che significa che tutti i componenti collegati alle tracce e ad altre linee elettriche devono essere posizionati vicini tra loro. La lunghezza della traccia è proporzionale all'induttanza e all'impedenza che mostra, mentre la larghezza è inversamente proporzionale all'induttanza e all'impedenza della traccia. La lunghezza riflette la lunghezza d'onda a cui la traccia risponde. Più lunga è la lunghezza, minore è la frequenza alla quale la traccia può trasmettere e ricevere onde elettromagnetiche e più energia RF può irradiare. Secondo le dimensioni della corrente del circuito stampato, cercare di aumentare la larghezza della linea elettrica per ridurre la resistenza del ciclo. Allo stesso tempo, rendere la direzione della linea elettrica e della linea di terra coerente con la direzione della corrente, che contribuirà a migliorare la capacità anti-rumore. La messa a terra è il ramo inferiore dei quattro cicli di corrente dell'alimentazione di commutazione. Svolge un ruolo importante come punto di riferimento comune del circuito ed è un metodo importante per controllare le interferenze. Pertanto, il posizionamento del filo di terra dovrebbe essere attentamente considerato nel layout. Miscelare vari motivi causerà operazioni instabili di alimentazione elettrica. I seguenti punti dovrebbero essere prestati attenzione nella progettazione del filo di terra.

Di solito, il terminale comune del condensatore del filtro dovrebbe essere il punto di connessione in cui altri punti di messa a terra sono accoppiati alla terra AC ad alta corrente. A questo livello di punto di messa a terra, la considerazione principale è che la corrente che ritorna a terra da ogni parte del circuito viene cambiata e l'impedenza della linea corrente effettiva causerà il potenziale di terra di ogni parte del circuito per cambiare e introdurre interferenze. In questo alimentatore di commutazione, il suo cablaggio e l'induttanza tra i dispositivi hanno poca influenza e la corrente circolante formata dal circuito di messa a terra ha un impatto maggiore sull'interferenza, quindi viene utilizzato un singolo punto di messa a terra, cioè i fili di terra del ciclo di corrente dell'interruttore di alimentazione (i fili di terra di diversi dispositivi nell'alimentazione sono tutti a terra) Collegati al perno di terra, i fili di terra di diversi dispositivi che escono il ciclo corrente del raddrizzatore sono anche collegati ai perni di terra dei corrispondenti condensatori filtranti in modo che l'alimentazione funzioni più stabilmente e non sia facile da auto-eccitare. Quando un singolo punto non può essere raggiunto, il terreno comune Collegare due diodi o una piccola resistenza sul posto. Infatti, può essere collegato a un pezzo relativamente concentrato di foglio di rame.

4.2 Cercate di addensare il filo di terra il più possibile. Se il filo di terra è molto sottile, il potenziale di terra cambierà con il cambiamento della corrente, con conseguente un livello instabile del segnale di temporizzazione delle apparecchiature elettroniche e un deterioramento delle prestazioni anti-rumore. Pertanto, è necessario assicurarsi che ogni terminale di massa ad alta corrente sia utilizzato il cavo stampato corto e largo il più possibile e cerca di allargare la larghezza dei cavi di alimentazione e di massa. Il cavo di massa è più largo del cavo di alimentazione. La loro relazione è filo di terra > filo di alimentazione > filo di segnale. Se possibile, la larghezza del filo di terra dovrebbe essere maggiore di 3mm, una grande area di strato di rame può anche essere utilizzata come filo di terra e i luoghi inutilizzati sulla scheda stampata sono collegati alla terra come filo di terra. Quando si esegue il routing globale, devono essere seguiti anche i seguenti principi.

1) Direzione del cablaggio: Dalla superficie di saldatura, la disposizione dei componenti dovrebbe essere il più coerente possibile con il diagramma schematico e la direzione del cablaggio dovrebbe essere coerente con la direzione del cablaggio del diagramma del circuito. Poiché vari parametri sono solitamente rilevati sulla superficie di saldatura durante il processo di produzione, è conveniente per l'ispezione, il debug e la manutenzione in produzione (Nota: si riferisce alla premessa di soddisfare le prestazioni del circuito e i requisiti dell'intera installazione della macchina e del layout del pannello).

2) Quando si progetta il diagramma di cablaggio, il cablaggio dovrebbe essere ruotato il meno possibile, la larghezza della linea sull'arco di stampa non dovrebbe essere bruscamente cambiata, gli angoli dei fili dovrebbero essere â ¢ 90 gradi e le linee dovrebbero essere semplici e chiare.

3) Nessun circuito incrociato è consentito nel circuito stampato. Per le linee che possono attraversare, è possibile utilizzare "perforazione" e "avvolgimento" per risolvere il problema. Cioè, lasciare che un piombo "trapani" attraverso lo spazio sotto altre resistenze, condensatori e pin triodi, o "avvolgere" da un'estremità di un cavo che può attraversare. In casi speciali, il circuito è molto complicato ed è anche consentito semplificare il design. Utilizzare i saltafili per risolvere i problemi di cross-circuit. Grazie al singolo pannello, i componenti in linea sono situati sulla superficie superiore e i dispositivi di montaggio superficiale sono situati sulla superficie inferiore, in modo che i dispositivi in linea possono sovrapporsi con i dispositivi di montaggio superficiale durante il layout, ma la sovrapposizione dei pad dovrebbe essere evitata.

4.3 Il terreno di ingresso e il terreno di uscita sono DC-DC a bassa tensione nell'alimentazione elettrica locale di commutazione. Se la tensione di uscita deve essere alimentata nuovamente al primario del trasformatore, i circuiti su entrambi i lati dovrebbero avere un terreno di riferimento comune, quindi dopo che il rame è applicato ai fili di terra su entrambi i lati rispettivamente, collegati tra loro per formare un terreno comune

5. Dopo aver verificato il design del cablaggio, è necessario verificare attentamente se il design del cablaggio è conforme alle regole fatte dal progettista e, allo stesso tempo, è anche necessario confermare se le regole fatte soddisfano i requisiti del processo di produzione del cartone stampato. Se la distanza tra il disco, il filo e poi attraverso il foro, il cuscinetto del componente e il foro attraverso e poi attraverso il foro e il foro passante è ragionevole e se soddisfa i requisiti di produzione. Se la larghezza della linea elettrica e della linea di terra è appropriata e se c'è un posto nel PCB che può allargare la linea di terra. Nota: Alcuni errori possono essere ignorati. Ad esempio, parte dello Outline di alcuni connettori è posizionata al di fuori del telaio della scheda e si verificheranno errori durante il controllo della spaziatura; Inoltre, dopo ogni modifica delle tracce e dei vias, il rame deve essere ri-placcato. Secondo la "lista di controllo PCB board", il contenuto include regole di progettazione, definizione del livello, larghezza della linea, spaziatura, pad e tramite impostazioni. È inoltre necessario rivedere la razionalità del layout del dispositivo, dell'alimentazione elettrica, del cablaggio della rete di terra e degli orologi ad alta velocità. Routing e schermatura di rete, posizionamento e connessione di condensatori di disaccoppiamento, ecc.

6. Design output Note per l'uscita di file di disegno leggero:

1) Gli strati che devono essere in uscita sono lo strato di cablaggio (strato inferiore), lo strato dello schermo della seta (compreso lo schermo di seta dello strato superiore, lo schermo di seta dello strato inferiore), lo strato della maschera di saldatura (maschera di saldatura dello strato inferiore), lo strato di perforazione (strato inferiore), inoltre, per generare file di perforazione (NC Drill)

2) Quando si imposta il livello del livello serigrafico, non selezionare Tipo parte, selezionare il livello superiore (livello inferiore) e Contorno, Testo del livello serigrafico. Quando si imposta il livello di ogni livello, selezionare Profilo bordo e quando si imposta il livello del livello serigrafico, Non selezionare Tipo di parte, selezionare Profilo, Testo, Linea del livello superiore (livello inferiore) e livello serigrafico. d. Quando si genera il file trapano, utilizzare le impostazioni predefinite della scheda PCB di alimentazione e non apportare modifiche.