PCB 기술 - 전원 공급 장치 스위치 PCB 설계의 전체 과정 및 주요 고려 사항

전원 공급 장치 스위치 PCB 설계의 전체 과정 및 주요 고려 사항

전문 PCB 엔지니어로서 전원을 켜는 PCB 레이아웃과 케이블 연결을 할 때 다음과 같은 중요한 사항에 특히 주의해야 합니다.

전원 접속 후 처리: 전원 접속 후 먼저 필터 콘덴서를 통해 정화한 후 후속 설비로 이송하여 사용한다.이것은 PCB의 배열이 이상적인 전도 통로가 아니기 때문이며, 그들은 일정한 저항과 분포 전감을 가지고 있다.필터 콘덴서 앞에서 전원을 끄면 전원 공급 장치의 텍스쳐 크기가 커져 필터 효과가 감소합니다.

선 디자인 디테일: 디자인에서 선은 가능한 한 가늘지 않고 넓어야 하며 날카로운 모따기와 직각 회전을 사용하지 말아야 한다.지선의 경우 가능한 한 넓게 설계하고 대면적의 구리를 우선적으로 사용함으로써 접지효과를 뚜렷이 높일수 있다.

커패시터의 레이아웃 원칙: 커패시터는 주로 게이트웨이 회로와 같은 스위치 부품이나 필터 / 디커플링이 필요한 기타 부품에 필요한 커패시터 지원을 제공하는 데 사용됩니다.따라서 배치 과정에서 콘덴서가 서비스되는 구성 요소에 가능한 한 가까이 접근하여 너무 큰 거리로 인해 콘덴서 고장이 발생하지 않도록 해야 합니다.

전원 공급 장치 패널의 PCB 레이아웃을 설계할 때 보안 규정과 함께 다음 사항에 특히 유의해야 합니다.

AC 전원 공급 장치의 입력 부분에 대해 퓨즈가 설치되기 전에 두 전원 코드 사이의 최소 안전 간격이 6mm 이상이어야 하며, 이 두 전원 코드와 섀시 케이스 또는 섀시 접지 부분 사이의 최소 안전 간격도 8mm 이상이어야 한다.

퓨즈 설치 후 정확한 설계는 전기 합선과 안전 위험을 방지하기 위해 제로 라인과 파이어 라인 사이의 최소 전기 상승 거리가 3mm 이상이어야 합니다.

고압 영역과 저압 영역 사이에는 최소 8mm의 크리피지 거리를 유지해야 합니다.이 거리가 8mm 이하이면 두 영역 사이에 2mm 너비의 안전홈을 제공하여 전기적 격리와 안전을 더욱 확보해야 한다.

고압 영역은 느낌표를 포함하는 삼각형 기호로 표시되는 고압 경고 플래그를 갖추고 실크스크린을 통해 PCB에 인쇄되어야합니다.이밖에 고압구역에는 3mm보다 작지 않은 실크스크린인쇄틀이 표시되여 그 특수한 특성을 두드러지게 하고 조작일군들에게 안전에 주의를 환기시켜야 한다.

고압 정류 필터 회로에서 양음극 사이의 최소 안전 거리는 2mm 이상이어야 하며, 거리가 너무 가까워서 발생하는 전기 충격이 뚫리거나 단락되는 문제를 방지해야 한다.

전원 공급 장치 PCB 스위치 설계 프로세스:

원리도 설계: 우선, 설계 요구에 따라 전문적인 전자 설계 소프트웨어를 사용하여 스위치 전원의 원리도를 그린다.이것은 전체 설계 프로세스의 시작점이며 다음 단계의 기초를 제공합니다.

네트워크 테이블 생성: 원리도 설계가 완료되면 소프트웨어는 원리도가 정확한지 컴파일하고 검사하여 자동으로 해당 네트워크 테이블을 생성합니다.네트워크 테이블에는 후속 PCB 레이아웃과 경로설정의 중요한 근거가 되는 회로의 각 구성 요소 간의 연결 관계가 자세히 기록되어 있습니다.

물리적 경계 설정: 다음으로 설계 소프트웨어(Keepout Layer)에서 PCB의 물리적 경계를 설정하여 PCB의 외형 크기와 경계 제한을 명확히 하고 후속 레이아웃과 경로설정이 범위를 벗어나지 않도록 해야 합니다.

컴포넌트 및 네트워크 가져오기: PCB 설계 환경으로 맵 컴포넌트와 네트워크 관계를 가져와 후속 레이아웃과 경로설정에 대비합니다.

컴포넌트 레이아웃: 컴포넌트 레이아웃은 PCB 설계에서 매우 중요한 단계입니다.합리적인 배치는 제품의 수명과 안정성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 전자기 호환성도 강화할 수 있다.레이아웃은 다음 지침을 따라야 합니다.

배치 순서: 먼저 전원 콘센트, 상태 표시등, 스위치 등 구조와 밀접한 구성 요소를 고정된 위치에 배치하고 소프트웨어의 잠금 기능을 사용하여 고정합니다.그런 다음 발열 구성 요소, 변압기, 집적 회로 등과 같은 특수 구성 요소와 대형 구성 요소를 생산 라인에 배치합니다.마지막으로 어셈블리를 배치합니다.

발열 주의 사항: 고출력 회로의 경우 발열에 특히 주의해야 합니다.발열 소자는 분산 배치해야 하며, 집중적으로 배치하지 말고, 높은 용량에 접근하지 말아야 전해액이 너무 일찍 노화되는 것을 방지할 수 있다.

경로설정: 어셈블리 레이아웃이 완료되면 경로설정 작업이 시작됩니다.배선은 신호의 완전성, 전류의 크기와 방향, 전자기 간섭 등을 고려해야 한다.

조정 및 세분화: 경로설정이 완료되면 문자, 개별 어셈블리, 정렬 등을 조정하고 구리로 처리해야 합니다.구리 경로설정은 일반적으로 경로설정 후 빈 공간을 채우는 데 사용되며, 구리 포일을 깔아 접지(GND) 또는 전원(VCC)에 사용됩니다(단락의 위험에 유의해야 함).이밖에 특수한 요구가 있는 신호선에 대해서는 접지소포를 사용하여 두갈래의 지선으로 포위하여 교란을 방지할수 있다.

검사 및 검증: 마지막으로, 전체 PCB 설계는 네트워크 관계가 누락되거나 오류가 없는 원리도와 일치하도록 신중하게 검사하고 검증해야 합니다.이것은 설계의 질과 순조로운 생산을 보장하는 중요한 단계이다.

위의 단계를 거쳐 전원을 끄기 위한 PCB 설계가 완료되었습니다.제작자에게 제출하기 전에 설계의 정확성과 완전성을 다시 확인해야 한다.

PCB 설계와 메커니즘 설계의 공동 작업 과정에서 다음과 같은 조화를 보장해야 합니다.

높이 제한 요구 사항을 충족하려면 어셈블리 레이아웃을 신중하게 계획하여 어셈블 프로세스에 방해가 되지 않도록 해야 합니다.이와 동시에 PCB의 형상설계, 위치확정구멍 및 설치구멍의 위치와 크기는 구조설계와 긴밀히 일치하여 PCB의 제조와 설치가 순조롭게 진행되도록 해야 한다.

설비의 선택은 선택한 설비가 구조 부품의 가공 정밀도에 적응할 수 있도록 구조와 가공 오차를 충분히 고려해야 한다.PCB 레이아웃에서는 조립 프로세스를 최적화하여 생산성을 높여야 합니다.설계자는 다중 레이어나 양면 보드를 단일 레이어 패널로 대체하는 등 설계를 단순화하여 조립 프로세스의 문제를 줄일 수 있는 보드의 형태 설계가 너무 복잡한지 평가해야 합니다.

PCB의 모든 측면은 가능한 한 한 한 번의 조립 과정에서 완료되어 수동 용접의 사용을 줄이고 자동화 생산을 향상시켜야 한다.가능한 경우 카트리지 구성 요소를 SMD 구성 요소로 교체하여 생산 비용을 절감하고 생산성을 높여야 합니다.

부품의 포장은 실물과 일치해야 하며 용접판의 간격과 크기는 설계요구를 만족시켜야 한다.부품은 균일하게 분포해야 하며, 특히 고출력 부품은 분산되어 PCB의 국부적인 과열 응력이 용접점의 신뢰성에 영향을 주지 않도록 해야 한다.고출력 부품에 대해서는 열 설계도 특별히 고려해야 한다.

조건이 허락하는 경우 유사한 구성 요소는 같은 방향으로 정렬하고 같은 기능을 가진 모듈은 중앙에서 정렬해야 합니다.동일한 패키지의 어셈블리는 어셈블리 배치, 용접 및 테스트를 용이하게 하기 위해 동등하게 배치되어야 합니다.마지막으로 실크스크린 인쇄는 읽기 쉽고 극성과 방향 지시가 뚜렷해야 하며 조립이 완료된 후 설비에 가려지지 않도록 해야 한다.

PCB(인쇄회로기판) 버전은 전원 스위치 분야에서 많이 사용되는 재료에 적합한 다양한 재료입니다.

난연 등급 재료: PCB 재료 중 94V-0과 94V-2는 난연 등급 재료이며, 그 중 94V-0은 이 범주에서 가장 높은 난연 재료이다.

유기재료: 이런 재료들은 주로 유기물로 구성되는데 일반적으로 페놀수지, 유리섬유강화에폭시수지(유리섬유판이라 략칭함.), 폴리이미드(Polyimide), BT/에폭시수지(쌍마래아미드삼진/에폭시수지) 등을 포함한다. 이런 재료들은 량호한 전기성능과 가공성능으로 하여 PCB제조에 널리 응용된다.

무기재료: 유기재료와 달리 무기재료는 주로 알루미늄, 구리-인와동 (특수한 겹구조동합금재료로 고정밀도, 저팽창계수의 응용에 적용) 과 도자기 등 무기물질로 구성되였다.이 재료들은 고주파, 고온 또는 특수 환경 응용 등 특정 분야에서 독특한 장점을 가지고 있다.

알루미늄 PCB: 알루미늄 기판은 알루미늄을 기재로 사용하는 특수 유형의 PCB 재료이며, 회로층은 특수 공정을 통해 알루미늄 기판에 밀접하게 결합되어 있다.알루미늄 기판은 우수한 열 방출 성능을 가지고 있을 뿐만 아니라 PCB의 크기와 무게를 효과적으로 줄일 수 있기 때문에 전원을 스위치하고 고효율 열 방출이 필요한 기타 전자 설비에 널리 응용된다.

재료 인식 프로세스:

먼저, 샘플을 개별적으로 테스트하고 "샘플 테스트 보고서"를 발표했습니다.전용 기기가 필요한 일부 항목에 대해서는 제조업체가 제공한 테스트 결과를 참고할 수 있습니다.해외 유명 브랜드의 웨이퍼 반도체, 플라스틱 부품, 포장재에 대해서는 별도 테스트가 면제되지만, 각종 소재의 샘플은 실제 설치와 사용 테스트가 필요하며, 테스트 결과는 최종 판단의 중요한 근거로 삼을 예정이다.

개별 테스트에 실패하거나 확인서가 부적합한 것으로 확인되면 구매부서에 샘플과 확인서 재제공을 요청한다.

일부 핵심 재료에 대해 연구 개발 부서는 단일 테스트를 통과한 후 소량 시험 주조를 신청해야 한다.이때 연구개발부문은 생산부문이 시험주조사업을 령도하고 품질통제부문은 시험주조재료의 품질을 검증할것을 신청하였다.

전원 스위치 PCB 설계는 복잡하고 정교한 과정이며 적절한 PCB 재료를 선택하는 것도 전원 스위치 설계에서 간과할 수 없는 문제입니다.설계 과정, 핵심 포인트, 재료 선택 등의 지식을 전면적으로 파악해야만 고품질, 고성능의 스위치 전원 PCB를 설계하여 전자 설비의 안정적인 운행에 강력한 보증을 제공할 수 있다.