PCB Tecnico - Processo di progettazione e competenze di Power PCB

In qualsiasi progetto di alimentazione elettrica, la progettazione fisica della scheda PCB è un collegamento. Se il metodo di progettazione è improprio, il PCB può irradiare troppe interferenze elettromagnetiche, con conseguente alimentazione elettrica instabile. Segue un'analisi delle questioni che richiedono attenzione in ogni fase.

PCB di potenza

1 Flusso di progettazione dal diagramma schematico al PCB

Stabilire i parametri dei componenti > elenco dei principi di ingresso > Impostazioni dei parametri di progettazione > layout manuale > cablaggio manuale > verifica la progettazione > ricontrolla > uscita della camma.

2 impostazione dei parametri

La distanza tra conduttori adiacenti deve soddisfare i requisiti di sicurezza elettrica e la distanza deve essere il più ampia possibile per facilitare il funzionamento e la produzione. La piccola distanza dovrebbe essere almeno adatta alla tensione da sopportare. Quando la densità di cablaggio è bassa, la distanza delle linee di segnale può essere aumentata in modo appropriato. Per le linee di segnale con grande differenza tra livelli alti e bassi, la spaziatura dovrebbe essere il più breve possibile e la spaziatura dovrebbe essere aumentata. Generalmente, la spaziatura delle linee dovrebbe essere impostata come 8 mil.

La distanza tra il bordo interno del foro del pad e il bordo del PCB dovrebbe essere superiore a 1 mm, il che può evitare difetti del pad durante l'elaborazione. Quando il cablaggio collegato al pad è sottile, il collegamento tra il pad e il cavo dovrebbe essere progettato come una goccia d'acqua. Il vantaggio di questo è che il pad non è facile da sbucciare, ma il cablaggio e il pad non sono facili da scollegare.

3. Layout dei componenti

La pratica ha dimostrato che anche se la progettazione schematica del circuito è corretta e il circuito stampato non è progettato correttamente, l'affidabilità delle apparecchiature elettroniche sarà influenzata negativamente.

Ad esempio, se due sottili fili paralleli del circuito stampato sono vicini l'uno all'altro, si formerà il ritardo della forma d'onda del segnale e il rumore riflesso sarà formato al terminale della linea di trasmissione; L'interferenza causata dalla considerazione sconsiderata dell'alimentazione elettrica e del cavo di terra degrada le prestazioni del prodotto. Pertanto, nella progettazione del circuito stampato, occorre prestare attenzione al metodo corretto.

Il circuito CA dell'interruttore di alimentazione e del raddrizzatore contiene corrente trapezoidale ad alta ampiezza. La componente armonica di queste correnti è molto alta e la sua frequenza è di gran lunga superiore alla frequenza fondamentale dell'interruttore. L'ampiezza di picco può essere alta fino a 5 volte dell'ampiezza continua della corrente DC in ingresso / uscita e il tempo di transizione è solitamente di circa 50 ns.

Questi due circuiti sono facili da produrre interferenze elettromagnetiche, quindi questi circuiti CA devono essere posati prima di altri cavi stampati nell'alimentazione elettrica. Il condensatore del filtro, l'interruttore di alimentazione o il raddrizzatore, l'induttanza o il trasformatore di ogni circuito dovrebbero essere posizionati l'uno accanto all'altro e la posizione dei componenti dovrebbe essere regolata per rendere il percorso di corrente tra di loro il più breve possibile.

4 cavi

L'alimentazione elettrica di commutazione contiene segnale ad alta frequenza. Qualsiasi cavo stampato su PCB può svolgere il ruolo di antenna. La lunghezza e la larghezza del filo stampato influenzeranno la sua impedenza e reattanza induttiva, influenzando così la risposta in frequenza. Anche il cablaggio stampato tramite segnali DC può essere accoppiato a segnali RF provenienti da linee stampate adiacenti e causare problemi di circuito (o addirittura irradiare nuovamente segnali di interferenza).

Pertanto, tutti i cavi stampati che passano attraverso la corrente CA devono essere progettati il più breve e largo possibile, il che significa che tutti i componenti collegati al cablaggio stampato e ad altre linee elettriche devono essere posizionati vicini tra loro.

La lunghezza di un filo stampato è direttamente proporzionale alla sua induttanza e impedenza, mentre la sua larghezza è inversamente proporzionale alla sua induttanza e impedenza. Più lunga è la lunghezza, minore è la frequenza alla quale il circuito stampato può trasmettere e ricevere le onde elettromagnetiche e più energia RF irradia.

Secondo le dimensioni della corrente del circuito stampato, cercare di affittare la larghezza della linea elettrica per ridurre la resistenza del ciclo. Allo stesso tempo, rendere la direzione della linea elettrica e del cavo di massa coerente con la direzione della corrente, che aiuta a migliorare la capacità anti rumore.

La messa a terra è il ramo inferiore dei quattro circuiti di corrente dell'alimentazione elettrica di commutazione. Svolge un ruolo importante come punto di riferimento comune del circuito. È un metodo importante per controllare l'interferenza. Pertanto, il posizionamento dei fili di messa a terra dovrebbe essere attentamente considerato nel layout. La miscelazione di vari fili di messa a terra causerà il funzionamento instabile dell'alimentazione elettrica.

5 ispezione

Dopo che il progetto di cablaggio è completato, è necessario verificare attentamente se il progetto di cablaggio è conforme alle regole formulate dal progettista e, allo stesso tempo, è anche necessario confermare se le regole stabilite soddisfano i requisiti del processo di produzione del PCB. Generalmente, è necessario verificare se le distanze tra linea e linea, linea a cuscinetto componente, linea a foro passante, pad componente a foro passante e foro passante a foro passante sono ragionevoli e soddisfano i requisiti di produzione.

Se la larghezza della linea elettrica e del cavo di massa è appropriata e se ci sono posti nel PCB che possono allargare il cavo di massa. Nota: alcuni errori possono essere ignorati. Ad esempio, una parte del contorno di alcuni connettori è posizionata al di fuori del telaio della scheda e ci sarà un errore durante il controllo della spaziatura. Inoltre, dopo aver modificato il cablaggio e i vias, il rivestimento in rame deve essere ripetuto.

Secondo la "lista di controllo PCB", i contenuti includono le regole di progettazione, la definizione dello strato, la larghezza della linea, la spaziatura, le impostazioni pad e via e la razionalità del layout del dispositivo, il cablaggio di alimentazione e rete di filo di terra, il cablaggio e la schermatura della rete di clock ad alta velocità, il posizionamento e il collegamento dei condensatori di disaccoppiamento, ecc.

6 output di progettazione

Note per l'uscita di file fotografici:

Gli strati di uscita includono lo strato di cablaggio (strato inferiore), lo strato di stampa serigrafica (compresa la stampa serigrafica dello strato superiore e la stampa serigrafica dello strato inferiore), lo strato della maschera di saldatura (resistenza alla saldatura dello strato inferiore), lo strato di perforazione (strato inferiore). Inoltre, il file di perforazione (trapano NC) è generato;

Quando si imposta il livello del livello di stampa serigrafica, non selezionare il tipo di parte, selezionare il livello superiore (livello inferiore) e contorno, testo e linea del livello serigrafico;

Quando si imposta il livello di ogni livello, selezionare il contorno della scheda. Quando si imposta il livello del livello serigrafico, non selezionare il tipo di parte, selezionare il livello superiore (livello inferiore) e il contorno e il testo del livello serigrafico.