PCBブログ - LEDスイッチング電源のためのPCB設計仕様について

任意のスイッチング電源設計で, の物理的なデザイン PCBボード がリンク. デザイン方法が不適切であるならば, the PCBボード あまりに多くの電磁干渉を発する, 電力供給の不安定な動作をもたらす. 各ステップに注目して以下の点を分析した。
1. 回路図から PCBボードコンポーネントパラメータを確立するための設計プロセス- > 入力原理- >設計パラメータ設定 - > マニュアルレイアウト - >手動ケーブル- > 検証デザイン - >レビュー- >CAM出力.

2. 隣接するワイヤ間の間隔を設定するパラメータは電気的安全性の要求を満たさなければならない, 操作や生産を容易にするために, 間隔はできるだけ広くなければならない. 間隔は少なくとも電圧に適したものでなければならない. 配線密度が低い場合, 信号線の間隔を適切に増加させることができる. 高低差のある信号線について, 間隔はできるだけ短くし、間隔を大きくしなければならない. パッドの内側孔の端部とプリント基板の縁部との間の距離は、機械加工中のパッドの欠陥を避けるために1 mmより大きくなければならない. パッドに接続されたワイヤが比較的薄いとき, パッドとワイヤとの接続は、液滴形状に設計される. 利点はパッドが剥離しにくいことである, しかし、ワイヤとパッドを切断することは容易ではない.

3. 回路設計が正しいとしても、プリント回路基板の設計が不適切であることを実証した, 電子機器の信頼性は悪影響を受ける. 例えば, 印刷された板の2つの細い平行線が一緒にあるならば, 信号波形に遅延が生じる, 伝送線路の端部で反射したノイズを生じる. 電源及び接地線に起因する干渉は、製品の性能を低下させる. したがって, プリント回路基板の設計, 正しい方法に注意を払うべきだ. 各スイッチング電源は4つの電流ループを有する。
(1)電源スイッチの交流回路
(2) 出力整流回路
(3)入力信号源電流ループ
(4) 出力負荷電流ループは、入力ループは、入力キャパシタを近似DC電流で充電する。そして、フィルタコンデンサは、主に広帯域エネルギー貯蔵の役割を演じます;同様に, 出力フィルタ・コンデンサは、出力負荷ループからDCエネルギーを除去している間、出力整流器から高周波エネルギーを記憶するために用いる. したがって, 入出力フィルタコンデンサの配線端子は非常に重要である. 入出力電流ループは、フィルタキャパシタの配線端子からのみ電源に接続されるべきである. 入力の間の接続/出力回路及び電源スイッチ/整流回路はコンデンサの端子に直接接続できない, ACエネルギーは、入力または出力フィルタコンデンサを通過し、環境に放射される. 電源スイッチ及び整流器のAC回路は、高振幅の台形電流を含む, スイッチの基本周波数より高い高調波成分と周波数を持つ. ピーク振幅は連続入力の5倍まで/直流出力. 遷移時間は通常50 ns程度である. 電磁干渉に影響される2つのループ, したがって、これらのAC回路の前に、電源の他の印刷配線を布にしなければならない, フィルタキャパシタの各ループ3つの主な構成要素, 電源スイッチまたは整流器, インダクタまたは変圧器は、互いに隣接して配置される, 要素位置の間の現在のパスを調整し、できるだけ短くします. スイッチング電源装置の設置方法は電気設計と同様である,設計プロセスは以下の通りである。

回路の機能単位に従って入力電流源ループおよび入力フィルタを設計し、出力負荷ループおよび出力フィルタを設計する。回路のすべての構成要素のレイアウトは、以下の原理に従うべきである。
(1)最初にPCBのサイズを考えますボード. PCBボード サイズが大きすぎる, 印字線長, インピーダンス増加, アンチノイズ能力, コストも増加あまりにも小さな放熱は良くない, 隣接する線は干渉を受けやすい. 回路基板は、長さ比が3 : 2または4 : 3の長方形である, そして、回路基板の縁部に位置する部品は、回路基板12の縁部から2 mm以下である.
(2) 将来の溶接を考慮するために装置を置く。あまり濃くない.
(3) 各機能回路の中心部として、レイアウトを行うにあたり. コンポーネントは均等にする必要があります, きちんとと簡潔に配置される PCBボード 部品と部品間の接続を最小限に抑え短くする, そして、デカップリングコンデンサは、可能な限り装置のVCCに近いはずである.
(4) 高周波で動作する回路、コンポーネント間の分散パラメータを考慮する必要があります. 一般回路, コンポーネントをできるだけ並列に配置する必要があります. このように, 美しいだけでなく, 簡単に溶接をインストールする, 大量生産.
(5) 回路プロセスに従って各機能回路ユニットの位置を調整する。信号の流れに便利なレイアウトです, と同じ方向に信号を保つ.
(6) レイアウトの第1の原理は配線の分配速度を保証することである。移動するときの飛行ラインの接続に注意を払う, 接続したデバイスを一緒に置く.
(7)スイッチング電源の放射妨害を抑えるためにループ面積をできるだけ小さくする。

4. 配線スイッチ電源は高周波信号を含む, そして、印刷されたラインはPCBボード アンテナの役割を果たすことができる. プリント線の長さと幅はそのインピーダンスと誘導リアクタンスに影響を及ぼす, したがって、周波数応答に影響する.DC信号を通過するプリントラインであっても、隣接するプリントラインからRF信号に結合され、回路の問題を引き起こす（または干渉信号を再放射する）。したがって、AC電流を流れるすべての印刷ラインは、できるだけ短くて広いように設計されなければならない, これは、印刷ラインと他の電源ラインに接続されているすべてのコンポーネントが一緒に配置されなければならないことを意味します. プリントラインの長さは、そのインダクタンスおよびインピーダンスに直接比例する, そして、幅は印刷ラインのインダクタンスおよびインピーダンスに反比例する. 長さは、印刷ラインの応答の波長を反映する. 長さが長い, 印刷ラインの周波数が低いほど、電磁波を送受信できる, そして、それが放射することができるより多くのRFエネルギー. プリント基板電流の大きさに応じて, 電力線の幅を広げるためにできるだけ, ループの抵抗を減らす. 同時に, 電力線を作る, 接地線と電流方向, アンチノイズ機能を強化する. 接地はスイッチング電源の4つの電流回路の最下層である, 回路の共通の基準点として非常に重要な役割を果たす, そして、それは干渉を制御する重要な方法です. したがって, 慎重にレイアウトの接地ケーブルを考慮. 接地ケーブルを混ぜると不安定な電源が生じる.地上ケーブルの設計には以下の点が注目される。
4.1. シングルポイント接地の正しい選択, フィルタキャパシタンス公共側は、相互作用の大電流の接合部に結合された他のグラウンドでなければならない, 地面は回路と近接しなければならない, そして、対応する回路電力フィルタリングキャパシタンスは、レベルグランド40上においても可能である, 主に現在の部分を地面に考えて、回路は変化しています, 回路の実際のインピーダンスが回路の各部の接地電位の変化につながるので、干渉が導入される. このスイッチ電源, そのインダクタンスは、配線と装置のより小さな影響, また，接地回路は干渉の循環の形成に大きく影響した, したがって、1ポイントの接地を使用する, 電源スイッチ電流ループ（いくつかの装置の地面には地面に彼の足で接続されています）。いくつかのデバイスの出力整流器電流ループのグラウンドも、彼の足に接地された対応するフィルタキャパシタンスを受信した, このように, 電源は安定して動作し、自励には容易ではない. 一点できない, 2つのダイオードまたは小さな抵抗の合計で, 事実上, 銅箔のより集中した部分に接続することができます.

4.2. 接地線が非常に細いならば、できるだけ大胆な接地線, 電流の接地電位変化, 電子機器のタイミング信号レベル不安定性, アンチノイズパフォーマンス悪い, だから、すべての大きな電流の最後の最後には、できるだけ短く、広い印刷ラインを使用してください, 電源を広げるようにしてください, 接地線幅, 地面は電源コードより広い,彼らの関係は：グランドワイヤー＆gt；電源コード＆gt ;信号線できれば, 接地線の幅は3 mmよりも大きくなければならない, 銅層の大面積は、接地として使用することもできる, プリント板は地面として地面に接続するために使用されない. グローバル配線を行う場合, 以下の原則も続きます。
(1) 配線方向：溶接面から。回路図に合致した構成要素の配置, 配線方向と回路図配線方向, 製造工程は、通常、様々なパラメータ検出の溶接面にある必要があるので, だから、検査の生産には簡単です,デバッグとメンテナンス（注：前提の下で回路性能と機械インストールとパネルレイアウト要件を満たすことを参照してください。
(2) 配線図の設計、その線はできるだけ小さくしなければならない, 印刷アークの線幅は変わらない, ワイヤコーナーは90度以上でなければならない, そして、線を単純で明確にするよう努めます.
(3)プリント回路はクロス回路を持たない。可能な線のために, あなたは“ドリル”を使用することができます, 解決する2つの方法. それで, 他の抵抗器からリードする, コンデンサ, ギャップ「ドリル」過去の足のトランジスタ, またはリードの交差点から“創傷”過去かもしれない, 特別なケースではどのように回路は非常に複雑です, 設計を単純化するために、ワイヤブリッジングの使用も許す, 交差回路の問題を解決する. 一つのパネルが使われるので, インライン構成要素は、上面に配置され、表面実装デバイスは底面に配置される, したがって、インラインコンポーネントはレイアウト中に表面実装デバイスと重なることができる, しかし、パッドを避ける必要があります.

4.3. 低電圧DC - DC用入出力スイッチング電源, 電圧フィードバックを主変圧器に戻す, 両側の回路は共通の参照, 銅を敷設した後、それぞれ、接地線の両側に, しかし、共通の地面を形成するために一緒に接続された.

5. 配線設計完了, デザイナーによる配線設計を慎重にチェックする必要がある, 同時に、PCB生産プロセスの要求と一致するかどうか確認する必要がある, 一般検査線, ラインボンディングパッド, 線と通信孔, 素子ボンディングパッド及び連通孔, スルーホールと貫通孔間の距離は理にかなっている, 生産要件を満たすかどうか. 電源コードと接地線の幅が適切かどうか, そして、グランドワイヤーの余地があるかどうかは、広げられます PCBボード. 注意:エラーは無視できます, 例えば, いくつかのコネクタのアウトラインの一部は、ボードフレームの外側に置かれる, それで、間隔をチェックするのは間違っています;加えて, 配線とホールの変更後, 銅で再塗装しなければならない.

6. PCBボード チェックリスト, 内容はデザインルール, レイヤー定義, 線幅, 間隔, パッド・ホールセッティング, デバイスレイアウトの合理性, 電源・グラウンドネットワークの配線, 高速クロックネットワークの配線と遮蔽, デカップリングコンデンサの配置と接続。

7. 注目のための出力描画ファイルの設計
1) 層配線層（底）、スクリーン印刷層（トップスクリーン印刷、下画面印刷を含む）、溶接層（ボトム溶接）、ドリル層（底）を出力する必要があります。
2)スクリーン印刷層のレイヤーを設定するとき、選択しない, を選択します。トップと下部のスクリーン印刷層のテキストとライテック。各層の層を設定する場合, 選択します. スクリーン印刷層のレイヤーを設定するとき, 選択しない, を選択します。プリント回路基板