PCB技術 - LEDスイッチ電源用PCBボード設計の7段階

スイッチング電源の設計, その場合、過度のEMIが放射されます PCBボード 適切に設計されていない. The PCBボード 安定した電源を有する設計は、7ステップで要約されます：各々のステップで注意を必要とする事項の分析を通して, …するのは簡単だ PCBボード ステップバイステップ!

1. 回路図から設計図まで PCB

コンポーネントパラメータを設定します。

パラメータ設定

隣接するワイヤ間の間隔は、電気的安全要件を満たしなければならず、操作や生産の容易さのために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耐えるのに適しているべきである。配線密度が低い場合には、信号線間の間隔を適切に増加させることができる。高レベルと低レベルの間の大きな違いがある信号線を短くして、できるだけ拡大しなければなりません。一般に、ルート間の間隔は

パッドの内側孔の端からプリント基板の端までの距離は1 mmより大きいので、処理中のパッドの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、液滴として設計されるべきである。利点はパッドが剥離するのが簡単でないということです、しかし、ワイヤーとパッドは切断するのが簡単でありません。

コンポーネントのレイアウト

回路図が正しく設計されていても，プリント回路基板が正しく設計されていなくても，電子機器の信頼性に悪影響を及ぼすことが分かった。例えば、プリント回路基板の2本の細い平行線が近接していれば、信号波形の遅延が生じ、伝送線路の端部に反射ノイズが発生する。電源や接地線の不適切な考慮による干渉により、製品の性能が低下する。従って、プリント基板を設計する際には、正しい方法に留意する必要がある。各スイッチング電源は4つの電流ループを有する

電源スイッチの交流回路

出力整流回路

入力信号源電流ループ

（4）出力負荷電流ループの入力回路は、入力キャパシタンスを電流近似DCで充電し、フィルタキャパシタンスは広帯域エネルギー蓄積役割を果たす。同様に、出力フィルタキャパシタは、出力負荷回路からの直流エネルギーを除去しつつ、出力整流器から高周波エネルギーを貯蔵するために使用される。したがって、入出力フィルタコンデンサの配線端は非常に重要である。入出力電流ループは、フィルタコンデンサの配線端からのみ電源に接続されるべきである。入出力回路と電源スイッチ／整流器回路との間の接続をキャパシタの端子に直接接続することができない場合、ACエネルギーは入力フィルタまたは出力フィルタコンデンサから環境に放射される。パワースイッチおよび整流器のAC回路は、高調波成分を有し、スイッチの基本周波数よりもはるかに頻繁に高い振幅の台形電流を含む。ピーク振幅は連続入出力直流電流の振幅の5倍までであり，遷移時間は通常50 ns程度である。これらの2つの回路は、電磁干渉を起こしやすい。したがって、これらの交流回路は電源の他のプリント配線の前にレイアウトされなければならない。各回路の3つの主要な構成要素、フィルタキャパシタンス、パワースイッチまたは整流器、インダクタンスまたはトランスは、それらの間の電流経路ができるだけ短いように、部品の位置を調整するために互いに隣接して配置されるべきである。

スイッチング電源装置のレイアウトの設定方法は電気設計と同様であり、設計工程は以下の通りである。

変角変圧器

パワーデザインスイッチ回路

出力整流器の電流回路

交流電力回路に接続された制御回路

入力電流源回路及び入力フィルタは、回路の機能単位に従う回路の全ての構成要素を以下の原理に従って設計する。

1）PCBのサイズを考える。pcbの大きさが大きすぎるとプリント線が長く，インピーダンスが増加し，耐雑音性が低下し，コストが増大する。あまりにも小さく熱がうまくいかず、隣接する線が干渉しやすい。プリント回路基板のアスペクト比3 : 2または4 : 3の長方形の形状。プリント回路基板の端部に位置するコンポーネントは、プリント回路基板の縁部以下である。

（2）装置を配置した場合の将来の溶接を考え，密ではない。

（3）各機能回路の素子周辺のレイアウト。部品は、基板上に均等に、きちんとかつコンパクトに配置され、リード線および部品間の接続を最小化し、短くし、デバイスに可能な限り近い容量を分離する

（4）高周波で動作する回路は、部品間の分配パラメータを考慮に入れるべきである。一般的な回路は、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、それは美しいだけでなく、アセンブルして、溶接するのも簡単で、大量生産でもあります。

（5）回路の流れに応じて各機能回路ユニットの位置を整え、レイアウトを容易にし、できるだけ同じ方向に保つ。

（6）レイアウトの第1の原理は、配線パスレートを確保し、装置を移動させたときのフライングラインの接続に着目し、接続された装置を接続することである。

（7）スイッチング電源からの放射妨害を抑えるために、円環領域をできるだけ少なくする。

配線スイッチ電源は高周波信号を含む

PCB上の任意の印刷ラインは、アンテナとして機能することができます。プリントラインの長さ及び幅は、そのインピーダンス及びインダクタンスに影響し、それによって周波数応答に影響を及ぼす。DC信号を通過するプリントラインも、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（干渉信号さえ再放射する）。したがって、AC電流を通過するすべての印刷されたワイヤは、できるだけ短くて広く設計されなければならない。そして、それは印刷電線および他の電源コードに接続される全てのコンポーネントが近くに置かれなければならないことを意味する。プリントラインの長さは、それが表示するインダクタンスおよびインピーダンスに比例する一方で、幅はプリント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。長さはプリントラインの応答の波長を反映する。長さが長いほど、印刷ラインが電磁波を送受信する周波数が低くなるほど、無線周波数のエネルギーが放射される。現在のプリント基板によれば、レンタル電源ケーブル幅を大きくし、ループ抵抗を小さくしてみてください。同時に、アンチコードの能力を高めるのに役立つ電源コード、接地線と電流一貫性の方向を確認します。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。回路の共通基準点として重要な役割を果たし，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。すべての種類の接地線を混合することで電源の不安定性が生じる。

行のデザインには以下の点があります。

1つのポイント接地を正しく選択することは、通常、フィルタキャパシタンスの共通端が交流接地に結合された他の接続点の接続点であるべきであることを意味し、同じ回路の接地点は可能な限り近くなければならず、回路の電力フィルタ容量もこのレベルの接地点に接続されるべきである。主に回路の各部で電流が戻ってきたことを主に考えている。実際に流れる線のインピーダンスが回路の部品の電位の変化を引き起こすので、干渉が導入される。このスイッチング電源では、素子間の配線やインダクタンスはほとんど影響しないが、接地回路によって形成される循環は干渉に大きく影響する。このため、電源のスイッチング電流ループを使用する。（複数のデバイスの接地線はグラウンドフットに接続され、出力整流器回路のいくつかのデバイスの接地線も対応するフィルタコンデンサのグラウンドフットに接続されているので、電源はより安定して動作しやすく、自己励起することができない実際には、比較的集中した銅箔で。

接地線を非常に薄くすれば接地線をできるだけ厚くすることができ、電流の変化により接地電位が変化し、電子機器のタイマ信号レベルが不安定になり、耐ノイズ性が低下する。このため、各大電流接地端は、プリント配線をできるだけ短く且つ広い範囲で使用し、電源線及び接地線の幅をできるだけ広くすることを保証するために、接地線が電源線よりも広いことを保証する。それらの関係は：接地線＞電源線＞信号番号ワイヤーは、可能であれば3 mmより広いべきであるか、または銅の大きな面積を有する接地線として使用することができる。接地線としてプリント回路基板上の地面に未使用の場所を接続します。グローバル配線については、次の原則に従ってください。

（1）配線方向：溶接面からは、できるだけ回路図と同じ方向に素子を配置し、配線図を回路図に従って配線する。製造工程中に溶接表面に種々のパラメータを検出する必要があるので、製造における検査、デバッグ、修理が容易である。（注記：回路性能、全セット設置、パネルレイアウトの要件を満たす前提）。

（2）配線計画を設計する際には、ルート内で可能な限り少ないターンを行うと、プリントアーク上の線幅を急激に変化させず、横断線の角を90度以上にすることにより、ラインを単純かつ明確にする。

（3）プリント回路には交差回路がない。可能な交差線については、“ドリル”または“巻き戻し”で解決することができます。すなわち、他の抵抗器、コンデンサ、トライオードまたは「巻き取り」の下でギャップを過ぎてリードする「ドリル」は、交差することができるリードの一端から導かれる。従来、回路の複雑化を図るためには、回路を簡素化するために配線を跨ぐこともでき、クロス回路の問題を解決した。単板、上面に直接挿入要素、底面に表面実装されたデバイスのため、直接挿入装置はレイアウトにおいて表面実装デバイスを重ねることができるが、パッドのオーバーラップを避けることができる。

出力電圧を一次変圧器にフィードバックするためには、回路の2つの側面は共通の参照を有するべきであるので、接地線の両側に銅を敷設した後、それらを共通接続して共通の接地を形成するように接続しなければならない。

検査

配線設計が終了した後は、設計者が設計したルールに合致する配線設計の有無を注意深くチェックする必要がある。同時に、プリント配線板の製造工程の要件を満たしているか否かを確認する必要がある。一般に、配線とスルーホールとの間、配線とスルーホールとの間、部品パッドとスルーホールとの間、スルーホールとスルーホールとの間の距離は妥当であり、製造要件を満たすか否かをチェックする必要がある。ラインおよび接地線の幅が妥当であるかどうか、そして、PCBの接地線を広げるための余地があるかどうか。注意：いくつかのエラーを無視することができます、いくつかのプラグインのアウトライン部分などのボードフレームの外に配置され、エラーは、間隔をチェックするときに発生し、銅は、ラインと穴が変更されているたびに再コーティングされます。

PCBチェックリストによるレビュー

その内容は、設計ルール、レイヤ定義、ライン幅、スペーシング、パッド、スルーホール設定などであるが、デバイスレイアウトの合理性、電源・グラ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、シールド、デカップリングコンデンサの配置、接続等に注目する。

出力光描画文書の設計に関する注意事項

a層は、配線層（底層）、スクリーン印刷層（上部層、底層を含む）、抵抗層（底層）、ドリル層（底層）、およびドリルファイル（NCドリル）である。

B. スクリーン印刷層のレイヤーを設定するときに、parttypeを選択しないでください, アウトラインの選択, テキスト, ラインc of the top (bottom) and screen printing layer. 各層の層を設定する場合, 絹篩で篩うたよう PCBボード 概略. 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, select the top (bottom) When generating drilling files with Outline, テキスト, Line.d. スクリーン印刷層の, パワーのデフォルト設定を使用するPCB そして、変更を行わない.