PCB技術 - パワーPCBの設計プロセスと技術

どんな電源供給でも, の物理設計 PCBボード がリンク. デザイン方法が不適切であるならば, PCBはあまりに多くの電磁干渉を放射する, 不安定な電力供給をもたらす. 各ステップで注意を要する事項の分析.

パワーPCB

回路図からPCBへの設計フロー

コンポーネントパラメータの設定＞入力原理ネットリスト>設計パラメータ設定>マニュアルレイアウト>マニュアル配線>検証設計> recheck > cam出力。

2パラメータ設定

隣接する導体間の距離は、電気的安全要件を満たさなければならず、その間隔は、操作および生産を容易にするためにできるだけ広くなければならない。小さな間隔は、少なくとも耐える電圧に適しているべきです。配線密度が低い場合には、信号線間隔を適切に増加させることができる。高いレベルと低いレベルの間に大きな違いがある信号線については、間隔はできるだけ短くし、間隔を大きくする必要がある。一般的に、配線間隔は8ミルとする。

パッドの内部孔縁とPCB端との間の距離は1 mmより大きくなければならず、処理中のパッド欠陥を回避することができる。パッドに接続された配線が薄い場合、パッドとワイヤとの接続は水滴として設計されるべきである。この利点は、パッドが剥離し易くないことであるが、配線やパッドは切断しにくい。

コンポーネントのレイアウト

回路設計が正しく，プリント回路基板が正しく設計されていないとしても，電子装置の信頼性に悪影響を及ぼすことを実証した。

例えば、プリント回路基板の2つの細い平行線が互いに近接している場合、信号波形の遅延が形成され、反射されたノイズが伝送ラインの端子に形成される電源と接地線の無関心な考慮による干渉は、製品の性能を低下させる。従って、プリント基板の設計においては、正しい方法に着目する必要がある。

パワースイッチと整流器の交流回路は，高振幅の台形電流を含んでいる。これらの電流の高調波成分は非常に高く、その周波数はスイッチの基本周波数よりはるかに大きい。ピーク振幅は連続入出力直流電流振幅の5倍と高く，遷移時間は通常50 ns程度である。

これらの2つの回路は電磁干渉を生じるのが簡単であるので、これらのAC回路は電源の他のプリント配線の前に置かれなければならない。フィルタコンデンサ、電源スイッチまたは整流器、各回路のインダクタンスまたは変圧器は、互いに隣接して配置されるべきであり、部品の位置は、それらの間の電流経路をできるだけ短くするよう調整されるべきである。

4配線

スイッチング電源は高周波信号を含む。PCB上の任意の印刷ワイヤは、アンテナの役割を果たすことができます。プリント配線の長さと幅は、そのインピーダンスおよび誘導リアクタンスに影響を及ぼし、したがって、周波数応答に影響を及ぼす。DC信号を通して印刷された配線であっても、隣接するプリントラインからの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び放射する）。

したがって、AC電流を通過する全てのプリント配線は、できるだけ短く、広く設計されなければならない。それは、プリント配線に接続されたすべての構成要素および他の電力線に近接して配置されなければならないことを意味する。

プリント配線の長さは、そのインダクタンスおよびインピーダンスに直接比例し、その幅はそのインダクタンスおよびインピーダンスに反比例する。長さが長いほど、プリント回路が電磁波を送受信する周波数が低くなり、RFエネルギーが放射される。

プリント基板電流の大きさに応じて、電力線の幅を借りてループ抵抗を小さくしようとする。同時に、電源線と接地線の方向を電流の方向と一致させます。そして、それは反雑音能力を強化するのを助けます。

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重要な役割を果たしている。干渉を制御する重要な方法である。そのため、レイアウト時に接地線の配置を注意深く考慮する必要がある。種々の接地線を混合することにより、電源の不安定な動作が生じる。

五検査

配線設計が完了した後、設計者が設計したルールに従って配線設計が適合しているか否かを注意深くチェックする必要があり、同時に確立されたルールがPCB生産プロセスの要件を満たしているか確認する必要がある。一般的には、ラインとラインとの間の距離、部品パッドへの線、スルーホール、部品パッド、スルーホール、スルーホール、スルーホール等が妥当であり、製造要件を満たす必要がある。

電源線と接地線の幅が適当であるかどうか、そして、接地線を広げることができるPCBの場所があるかどうか。注意:いくつかのエラーは無視できます。たとえば、いくつかのコネクタのアウトラインの一部がボードフレームの外側に配置され、間隔をチェックするときにエラーが発生します。また、配線及びビアを変更した後、銅被覆を繰り返す必要がある。

「PCBチェックリスト」によれば、設計ルール、レイヤ定義、ライン幅、スペーシング、パッド、ビア設定、デバイスレイアウトの合理性、電源・接地配線網の配線、高速クロックネットワークの配線、シールド、デカップリングコンデンサの配置、接続等がある。

6デザイン出力

フォトファイルを出力する際の注意

出力層は、配線層（底層）、スクリーン印刷層（トップ層スクリーン印刷及び底層シルクスクリーン印刷を含む）、ソルダーマスク層（底層溶接抵抗）、ドリル層（底層）を含む。さらに、ドリルファイル（NCドリル）が生成されます

スクリーン印刷層のレイヤーを設定するときは、部分のタイプを選択しないでください、上部層（底層）とアウトライン、テキストとシルクスクリーン層の行を選択します

各レイヤーのレイヤーを設定すると、ボードのアウトラインを選択します。シルクスクリーン層のレイヤーを設定する場合は、パーツタイプを選択しないでください、上部層（底層）とシルクスクリーン層のアウトラインとテキストを選択します。