PCB Tecnico - Punti a cui prestare attenzione nel processo di progettazione del PCB

In qualsiasi progetto di alimentazione di commutazione, il design fisico della scheda PCB è l'ultimo collegamento. Se il metodo di progettazione è improprio, il PCB può irradiare troppe interferenze elettromagnetiche e causare il funzionamento instabile dell'alimentazione elettrica. Di seguito sono riportate le questioni che richiedono attenzione in ogni fase di analisi.

1. Dallo schema al processo di progettazione PCB

Stabilire i parametri dei componenti -> elenco dei principi di input -> impostazioni dei parametri di progettazione -> layout manuale -> cablaggio manuale -> verifica progettazione -> revisione -> uscita CAM

2. Impostazione dei parametri

La distanza tra i cavi adiacenti deve essere in grado di soddisfare i requisiti di sicurezza elettrica e, per facilitare il funzionamento e la produzione, la distanza deve essere il più ampia possibile. La distanza minima deve essere almeno adatta alla tensione tollerata. 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 un ampio divario tra livelli alti e bassi, la distanza dovrebbe essere il più breve possibile e la distanza dovrebbe essere aumentata. Generalmente, impostare la spaziatura della traccia a 8mil. La distanza tra il bordo del foro interno del pad PCB e il bordo della scheda stampata dovrebbe essere maggiore di 1mm, in modo da evitare difetti 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. Il vantaggio di questo è che i pad non sono facili da sbucciare, ma le tracce e i pad non sono facilmente scollegati.

3. layout del componente PCB

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

Ad esempio, se le due sottili linee parallele della scheda stampata sono vicine tra loro, causerà il ritardo della forma d'onda del segnale e il rumore di riflessione sarà formato al terminale della linea di trasmissione; L'interferenza causata dalla considerazione impropria dell'alimentazione elettrica e della terra causerà il prodotto Le prestazioni diminuiscono, quindi durante la progettazione del PCB, dovresti prestare attenzione all'adozione del metodo corretto.

Ogni alimentatore di commutazione ha quattro cicli di corrente:

Circuito AC dell'interruttore di alimentazione

Circuito AC raddrizzatore di uscita

Loop corrente sorgente del segnale in ingresso

loop di ingresso corrente di carico in uscita

Il condensatore in ingresso è caricato da una corrente CC approssimativa e il condensatore filtro agisce principalmente come uno stoccaggio di energia a banda larga; Allo stesso modo, il condensatore del filtro di uscita è utilizzato anche per immagazzinare l'energia ad alta frequenza dal raddrizzatore di uscita e allo stesso tempo eliminare l'energia CC del ciclo di carico di uscita.

Pertanto, i terminali dei condensatori del filtro di ingresso e di uscita sono molto importanti. I cicli di corrente in ingresso e in uscita dovrebbero essere collegati all'alimentazione elettrica solo dai terminali del condensatore filtro rispettivamente; se il collegamento tra il ciclo di ingresso/uscita e il ciclo di commutazione/raddrizzatore non può essere collegato al condensatore Il terminale è collegato direttamente e l'energia CA sarà irradiata nell'ambiente dal condensatore filtro in ingresso o in uscita.

Il circuito AC dell'interruttore di alimentazione e il circuito AC del raddrizzatore contengono correnti trapezoidali ad alta ampiezza. Le componenti armoniche di queste correnti sono molto alte. La frequenza è molto maggiore della frequenza fondamentale dell'interruttore. L'ampiezza di picco può essere fino a 5 volte l'ampiezza della corrente continua in ingresso/uscita DC. Il tempo di transizione è solitamente di circa 50 ns.

Questi due loop sono i più soggetti a interferenze elettromagnetiche, quindi questi loop CA devono essere disposti prima delle altre linee stampate nell'alimentazione elettrica. I tre componenti principali di ogni ciclo sono condensatori filtranti, interruttori di potenza o raddrizzatori, induttori o trasformatori. Posizionarli uno accanto all'altro e regolare la posizione dei componenti per rendere il percorso corrente tra di loro il più breve possibile.

Il modo migliore per stabilire un layout di alimentazione di commutazione è simile alla sua progettazione elettrica. Il miglior processo di progettazione è il seguente:

Posizionare il trasformatore

Progettare il ciclo di corrente dell'interruttore di alimentazione

Loop corrente del raddrizzatore di uscita

Circuito di controllo collegato al circuito di alimentazione CA

4. Cablaggio PCB

L'alimentatore di commutazione contiene segnali ad alta frequenza. Qualsiasi linea stampata sul PCB può funzionare come antenna. La lunghezza e la larghezza della linea stampata influenzeranno la sua impedenza e induttanza, influenzando così la risposta in frequenza. Anche le linee stampate che passano segnali DC possono accoppiarsi a segnali a radiofrequenza provenienti da linee stampate adiacenti e causare problemi di circuito (e persino irradiare nuovamente segnali interferenti).

Pertanto, tutte le linee stampate che passano la corrente CA devono essere progettate per essere il più breve e largo possibile, il che significa che tutti i componenti collegati alle linee stampate e alle altre linee elettriche devono essere posizionati molto vicini.

La lunghezza della linea stampata è proporzionale alla sua induttanza e impedenza e la larghezza è inversamente proporzionale all'induttanza e impedenza della linea stampata. La lunghezza riflette la lunghezza d'onda della risposta della linea stampata. Più lunga è la lunghezza, minore è la frequenza alla quale la linea stampata può inviare e ricevere onde elettromagnetiche e può irradiare più energia di radiofrequenza.

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 aiuta 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 per il circuito ed è un metodo importante per controllare le interferenze. Pertanto, il posizionamento del filo di messa a terra dovrebbe essere attentamente considerato nel layout. La miscelazione di varie messa a terra causerà un funzionamento instabile dell'alimentazione elettrica.

5. Verifica

Dopo che il progetto di cablaggio PCB è completato, è necessario verificare attentamente se il progetto di cablaggio è conforme alle regole stabilite dal progettista; al tempo stesso, è anche necessario verificare se le norme adottate soddisfano i requisiti del processo di produzione del cartone stampato. Generalmente controllare le linee e le linee, la linea e i cuscinetti dei componenti, se la distanza tra la linea e il foro passante, il pad del componente e il foro passante, il foro passante e il foro passante è ragionevole, se soddisfa i requisiti di produzione, se la larghezza della linea elettrica e della linea di terra è appropriata, se c'è una linea di terra nel posto largo PCB.

6. Design output

Precauzioni per l'esportazione di file Gerber:

Gli strati che devono essere prodotti sono lo strato di cablaggio (strato inferiore), lo strato di serigrafia (compreso lo schermo di seta superiore, lo schermo di seta inferiore), la maschera di saldatura (maschera di saldatura inferiore), lo strato di perforazione (strato inferiore) e anche generare file di perforazione (NC Drill)

Quando si imposta il livello del livello dello schermo seta, non selezionare Tipo parte, selezionare il livello superiore (livello inferiore) e contorno, testo, linea del livello dello schermo seta

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