PCB Tecnico - Sette passi nella progettazione della scheda PCB per l'alimentazione elettrica del commutatore LED

Nella progettazione dell'alimentazione elettrica di commutazione, l'EMI eccessivo verrà irradiato se la scheda PCB non è progettata correttamente. Il design della scheda PCB con alimentazione stabile è riassunto in sette passaggi: attraverso l'analisi delle questioni che richiedono attenzione in ogni fase, è facile fare la progettazione della scheda PCB bene passo dopo passo!

1. processo di progettazione dal diagramma schematico al PCB

Stabilire i parametri dei componenti - > Tabella di rete del principio di ingresso - > Impostazioni dei parametri di progettazione - > Layout manuale - > Cablaggio manuale - > Verifica progettazione - > Revisione - > Uscita CAM.

2. Impostazioni dei parametri

La distanza tra i fili adiacenti deve soddisfare i requisiti di sicurezza elettrica e deve essere il più ampia possibile per facilitare il funzionamento e la produzione. Lo spazio dovrebbe essere almeno adatto per resistere alla tensione. Quando la densità di cablaggio è bassa, la distanza tra le linee di segnale può essere aumentata in modo appropriato. Le linee di segnale con grandi differenze tra livelli alti e bassi dovrebbero essere accorciate ed ingrandite il più possibile. In generale, la spaziatura tra percorsi dovrebbe essere impostata su

La distanza dal bordo del foro interno del pad al bordo della scheda stampata è maggiore di 1mm, che può evitare il difetto del pad durante l'elaborazione. Quando il cablaggio collegato al pad è sottile, il collegamento tra il pad e il cavo deve essere progettato come gocce. Il vantaggio è che il pad non è facile da sbucciare, ma il cavo e il pad non sono facili da scollegare.

3. Layout dei componenti

La pratica ha dimostrato che anche se lo schema del circuito è progettato correttamente e il circuito stampato non è progettato correttamente, influenzerà negativamente l'affidabilità delle apparecchiature elettroniche. Ad esempio, se le due sottili linee parallele del circuito stampato sono vicine tra loro, si formerà un ritardo nella forma d'onda del segnale e si formerà un rumore di riflessione alla fine della linea di trasmissione. A causa dell'interferenza causata da una considerazione impropria dell'alimentazione elettrica e del cavo di terra, le prestazioni del prodotto saranno degradate. Pertanto, quando si progettano circuiti stampati, si dovrebbe prestare attenzione al metodo corretto. Ogni alimentatore di commutazione ha quattro cicli di corrente:

(1) Circuito AC dell'interruttore di alimentazione

(2) Circuito AC del raddrizzatore di uscita

(3) loop corrente della sorgente del segnale di ingresso

(4) Il circuito di ingresso del ciclo di corrente di carico in uscita carica la capacità di ingresso con una corrente DC approssimante e la capacità del filtro svolge un ruolo di stoccaggio di energia a banda larga. Allo stesso modo, il condensatore del filtro di uscita viene utilizzato per memorizzare l'energia ad alta frequenza dal raddrizzatore di uscita eliminando l'energia di corrente continua dal circuito di carico di uscita. Pertanto, le estremità del cablaggio dei condensatori del filtro di ingresso e di uscita sono molto importanti. I loop di corrente in ingresso e in uscita dovrebbero essere collegati all'alimentazione solo dalle estremità del cablaggio dei condensatori del filtro. Se il collegamento tra il circuito di ingresso/uscita e il circuito di commutazione/raddrizzatore di alimentazione non può essere collegato direttamente al terminale del condensatore, l'energia CA sarà irradiata dal condensatore filtro di ingresso o uscita all'ambiente. I circuiti AC dell'interruttore di alimentazione e del raddrizzatore contengono correnti trapezoidali ad alta ampiezza, che hanno una componente armonica elevata e sono molto più frequenti della frequenza di base dell'interruttore. L'ampiezza di picco può essere fino a 5 volte l'ampiezza della corrente continua in ingresso/uscita DC e il tempo di transizione è solitamente di circa 50ns. Questi due circuiti sono soggetti a interferenze elettromagnetiche. Questi circuiti CA devono quindi essere disposti prima di altri cavi stampati nell'alimentazione elettrica. I tre componenti principali di ciascun circuito, la capacità del filtro, l'interruttore di alimentazione o il raddrizzatore, l'induttanza o il trasformatore, dovrebbero essere posizionati l'uno accanto all'altro per regolare la posizione dei componenti in modo che il percorso di corrente tra di loro sia il più breve possibile.

Il metodo di impostazione del layout dell'alimentazione elettrica di commutazione è simile alla sua progettazione elettrica e il processo di progettazione è il seguente:

_Posiziona trasformatore

_Progetta il circuito di corrente dell'interruttore di alimentazione

_Progettare il circuito di corrente del raddrizzatore di uscita

_Circuito di controllo collegato al circuito di alimentazione CA

_Progettare il circuito sorgente di corrente in ingresso e il filtro di ingresso Progettare il circuito di carico in uscita e il filtro di uscita Disporre tutti i componenti del circuito in base all'unità funzionale del circuito, secondo i seguenti principi:

(1) In primo luogo considerare la dimensione del PCB. Quando le dimensioni del PCB sono troppo grandi, le linee stampate sono lunghe, l'impedenza aumenta, la capacità anti-rumore diminuisce e il costo aumenta. Troppo piccolo non si riscalda bene e le linee adiacenti saranno suscettibili di interferenze. Forma rettangolare con un rapporto di aspetto di 3:2 o 4:3 per un circuito stampato. I componenti situati sul bordo del circuito stampato non sono inferiori o uguali al bordo del circuito stampato.

(2) considerare la saldatura futura quando si posiziona il dispositivo, non troppo denso;

(3) Disposizione intorno agli elementi di ogni circuito funzionale. I componenti devono essere disposti in modo uniforme, ordinato e compatto sul PCB, minimizzando e accorciando il cavo e la connessione tra i componenti e disaccoppiando la capacità il più vicino possibile al dispositivo

(4) I circuiti funzionanti ad alte frequenze dovrebbero tenere conto dei parametri di distribuzione tra i componenti. I circuiti generali dovrebbero disporre i componenti il più possibile paralleli. In questo modo, non è solo bello, ma anche facile da assemblare e saldare, e facile da produrre in serie.

(5) Disporre la posizione di ogni unità di circuito funzionale in base al flusso del circuito, in modo che il layout faciliti il flusso del segnale e mantenga il segnale nella stessa direzione possibile.

(6) Il primo principio del layout è quello di garantire la velocità di passaggio del cablaggio, prestare attenzione al collegamento delle linee volanti durante lo spostamento dei dispositivi e mettere insieme i dispositivi connessi.

(7) Ridurre l'area anulus il più possibile per sopprimere l'interferenza di radiazione dall'alimentazione elettrica di commutazione.

4. l'alimentazione elettrica dell'interruttore del cablaggio contiene il segnale ad alta frequenza

Qualsiasi linea stampata su un PCB può fungere da antenna. La lunghezza e la larghezza della linea stampata influenzano la sua impedenza e induttanza, influenzando così la risposta in frequenza. Anche le linee stampate che passano attraverso il segnale DC possono essere accoppiate da linee stampate adiacenti al segnale RF e causare problemi di circuito (anche i segnali di interferenza ri-irradianti). Pertanto, tutti i cavi stampati che passano attraverso la corrente CA devono essere progettati il più corto e largo possibile, il che significa che tutti i componenti collegati ai cavi stampati e ad altri cavi di alimentazione devono essere posizionati vicini tra loro. La lunghezza della linea stampata è proporzionale all'induttanza e all'impedenza che mostra, mentre la larghezza è inversamente proporzionale all'induttanza e all'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, più energia a radiofrequenza può irradiare. Secondo le dimensioni attuali del circuito stampato, cercare di aumentare la larghezza del cavo di alimentazione a noleggio e ridurre la resistenza del ciclo. Allo stesso tempo, rendi coerente la direzione del cavo di alimentazione, del cavo di massa e 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 ed è un metodo importante per controllare le interferenze. Pertanto, il posizionamento dei fili di messa a terra dovrebbe essere attentamente considerato nel layout. Miscelare tutti i tipi di cavi di messa a terra causerà instabilità dell'alimentazione elettrica.

Nella progettazione delle linee vanno notati i seguenti punti:

1. selezionare correttamente una messa a terra a punto singolo di solito significa che l'estremità comune della capacità del filtro dovrebbe essere il punto di connessione di altri punti di collegamento accoppiati alla terra CA con grande corrente, il punto di messa a terra dello stesso circuito dovrebbe essere il più vicino possibile e la capacità del filtro di potenza del circuito dovrebbe anche essere collegata al punto di messa a terra di questo livello, principalmente considerando che la corrente restituita a terra da ogni parte del circuito sta cambiando. L'interferenza viene introdotta perché l'impedenza della linea che scorre effettivamente può causare cambiamenti nel potenziale di parti del circuito. In questo alimentatore di commutazione, il suo cablaggio e l'induttanza tra i dispositivi hanno poca influenza, mentre la circolazione formata dal circuito di messa a terra ha una maggiore influenza sull'interferenza. Pertanto, viene utilizzato un punto di messa a terra, cioè il ciclo di corrente di commutazione dell'alimentazione elettrica. (I fili di terra di diversi dispositivi sono collegati al piede di terra e i fili di terra di diversi dispositivi del circuito di corrente del raddrizzatore di uscita sono anche collegati al piede di terra del condensatore filtro corrispondente, in modo che l'alimentazione funziona più stabilmente e non è facile da auto-eccitare. Se non è possibile fare un singolo punto, è possibile collegare due diodi o una piccola resistenza insieme, infatti, in un pezzo relativamente concentrato di foglio di rame.

2. rendere il cavo di messa a terra il più spesso possibile Se il cavo di messa a terra è molto sottile, il potenziale di messa a terra cambierà con il cambiamento della corrente, con conseguente livello instabile del segnale timer e resistenza al rumore deteriorata delle apparecchiature elettroniche. Pertanto, per garantire che ogni grande estremità di messa a terra corrente utilizzi linee stampate il più brevi e larghe possibile e per allargare la larghezza dell'alimentazione elettrica e del cavo di massa il più ampia possibile, è che il cavo di massa sia più ampio della linea elettrica. La loro relazione è: filo di terra>linea elettrica>cavo di numero del segnale, se possibile, dovrebbe essere più largo di 3mm, o può essere utilizzato come filo di terra con una grande area di rame. Collegare i luoghi inutilizzati al terreno sul circuito stampato come filo di terra. I seguenti principi devono essere seguiti anche per il cablaggio globale:

(1) Direzione del cablaggio: Dalla superficie saldata, gli elementi dovrebbero essere disposti nella stessa direzione possibile del diagramma schematico e la direzione del cablaggio dovrebbe essere conforme allo schema del circuito. Poiché vari parametri devono essere rilevati sulla superficie saldata durante il processo di produzione, è facile ispezionare, eseguire il debug e riparare in produzione. (Nota: si riferisce alla premessa di soddisfare i requisiti di prestazione del circuito, installazione dell'intero set e layout del pannello).

(2) Quando si progetta il piano di cablaggio, fare il minor numero possibile di giri nel percorso, non modificare bruscamente la larghezza della linea sull'arco stampato e rendere gli angoli della traversa più di 90 gradi, in modo da rendere le linee semplici e chiare.

(3) Nessun circuito di attraversamento è consentito nel circuito stampato. Per possibili linee di attraversamento, può essere risolto con "perforazione" o "avvolgimento". Cioè, lasciare che un piombo "trapani" oltre lo spazio sotto altre resistenze, condensatori, triodi o "avvolgimento" da un'estremità di un cavo che può attraversare. In passato, come rendere complesso il circuito in casi speciali, era anche consentito utilizzare cavi a cavallo per semplificare il design, che risolveva il problema del circuito trasversale. A causa del singolo pannello, dell'elemento di inserimento diretto sulla superficie superiore e del dispositivo montato sulla superficie inferiore, il dispositivo di inserimento diretto può sovrapporre il dispositivo montato sulla superficie nel layout, ma evitare sovrapposizioni del pad.

3. Al fine di restituire la tensione di uscita al trasformatore primario, i due lati del circuito dovrebbero avere un riferimento comune, quindi dopo aver posato il rame sui due lati del filo di terra, dovrebbero anche essere collegati insieme per formare un terreno comune.

5. Ispezione

Dopo che il progetto di cablaggio è completato, è necessario verificare attentamente se il progetto di cablaggio soddisfa le regole stabilite dal progettista. Allo stesso tempo, è anche necessario confermare se le norme stabilite soddisfano i requisiti del processo di produzione dei circuiti stampati. In generale, è necessario verificare se le distanze tra linee e fili, tra fili e pad componenti, tra fili e fori passanti, tra pad componenti e fori passanti, tra fori passanti e fori passanti sono ragionevoli e se soddisfano i requisiti di produzione. Se le larghezze delle linee e delle linee di terra sono appropriate e se c'è spazio per ampliare le linee di terra nel PCB. Nota: Alcuni errori possono essere ignorati, ad esempio alcune parti del profilo plug-in che vengono posizionate al di fuori del telaio della scheda, si verificheranno errori durante il controllo della spaziatura e il rame verrà nuovamente rivestito ogni volta che le linee e i fori sono stati modificati.

6. Revisione secondo "PCB Checklist"

I contenuti includono le regole di progettazione, la definizione del livello, la larghezza della linea, la spaziatura, il pad, attraverso le impostazioni dei fori, ma anche concentrarsi sulla revisione della razionalità del layout del dispositivo, il cablaggio dell'alimentazione elettrica e della rete di terra, il cablaggio e la schermatura della rete di clock ad alta velocità, il posizionamento e la connessione dei condensatori di disaccoppiamento, ecc.

7. Note per la progettazione di documenti di disegno luminoso di uscita

A. Gli strati da produrre sono strato di cablaggio (strato inferiore), strato di stampa dello schermo (compreso lo strato superiore, strato inferiore), strato di resistenza (strato inferiore), strato di perforazione (strato inferiore) e file di perforazione (NCDrill).

B. Non selezionare PartType quando si imposta il livello del livello di stampa serigrafica, selezionare Outline, Text, Linec del livello superiore (inferiore) e serigrafia. Quando si imposta lo strato di ogni strato, selezionare Outline scheda PCB. Quando si imposta il livello del livello di stampa serigrafica, non selezionare PartType, selezionare la parte superiore (inferiore) Quando si generano file di perforazione con Outline, Text, Line.d. del livello di stampa serigrafica, utilizzare le impostazioni predefinite di PowerPCB e non apportare modifiche.