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PCB科技 - 電源PCB的設計過程與技巧

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PCB科技 - 電源PCB的設計過程與技巧

電源PCB的設計過程與技巧

2020-09-12
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Author:Dag

在任何電源設計中,PCB板的物理設計都是一個環節。 如果設計方法不當,PCB可能會輻射過多的電磁干擾,導致電源不穩定。 以下是對每個步驟中需要注意的事項的分析。

電源PCB

電源PCB

1從原理圖到PCB的設計流程

建立組件參數>輸入原理網表>設計參數設置>手動佈局>手動佈線>驗證設計>複查>凸輪輸出。

2參數設置

相鄰導線之間的距離必須滿足電氣安全要求,間距應盡可能寬,以便於操作和生產。 小間距應至少適合承受電壓。 當佈線密度低時,可以適當地新增訊號線的間距。 對於高低電平差異較大的訊號線,間距應盡可能短,並應新增間距。 通常,線的間距應設定為8密耳。

焊盤的內孔邊緣與PCB邊緣之間的距離應大於1mm,這樣可以避免在加工過程中出現焊盤缺陷。 當連接到焊盤的導線較薄時,焊盤和導線之間的連接應設計為水滴。 這樣做的優點是焊盤不容易剝離,但佈線和焊盤不易斷開。

3.組件佈局

實踐證明,即使電路原理圖設計正確,印刷電路板設計不當,也會對電子設備的可靠性產生不利影響。

例如,如果印刷電路板的兩條平行細導線相互靠近,就會形成訊號波形的延遲,並在傳輸線的端子處形成反射雜訊; 由於對電源和地線考慮不周而產生的干擾會降低產品的效能。 囙此,在印刷電路板的設計中,應注意正確的方法。

電源開關和整流器的交流電路包含高振幅梯形電流。 這些電流的諧波分量非常高,其頻率遠大於開關的基頻。 峰值幅度可以高達連續輸入/輸出直流電流幅度的5倍,並且轉變時間通常為大約50ns。

這兩個電路很容易產生電磁干擾,所以這些交流電路必須先敷設在電源中的其他印刷線路之前。 每個電路的濾波電容器、電源開關或整流器、電感或變壓器應相鄰放置,並調整部件的位置,使它們之間的電流路徑盡可能短。

4接線

開關電源含有高頻訊號。 印刷電路板上的任何印刷導線都可以起到天線的作用。 印製導線的長度和寬度會影響其阻抗和電抗,從而影響頻率回應。 甚至通過DC訊號的印刷線路也可能耦合到來自相鄰印刷線路的RF訊號,並導致電路問題(甚至再次輻射干擾訊號)。

囙此,所有通過交流電流的印刷線路都應設計得盡可能短和寬,這意味著連接到印刷線路和其他電源線的所有部件都必須放在一起。

印刷導線的長度與其電感和阻抗成正比,而其寬度與其電感和電阻成反比。 長度越長,印刷電路發射和接收電磁波的頻率就越低,輻射的RF能量就越多。

根據印刷電路板電流的大小,儘量租用電源線的寬度,以降低回路電阻。 同時,使電源線和地線的方向與電流的方向一致,有助於增强抗雜訊能力。

接地是開關電源四個電流回路的底部分支。 它作為電路的公共參考點起著重要作用。 它是控制干擾的一種重要方法。 囙此,在佈局時應仔細考慮接地線的放置。 各種接地線混用會導致電源運行不穩定。

5檢查

佈線設計完成後,需要仔細檢查佈線設計是否符合設計者製定的規則,同時還需要確認所製定的規則是否符合PCB生產工藝的要求。 通常,需要檢查線與線、線與元件焊盤、線與通孔、元件焊盤與通孔和通孔與通孔之間的距離是否合理,是否滿足生產要求。

電源線和地線的寬度是否合適,PCB中是否有可以加寬地線的地方。 注意:有些錯誤可以忽略。 例如,一些連接器的一部分輪廓被放置在板框架之外,在檢查間距時會出現錯誤。 此外,在修改佈線和過孔之後,應重複銅塗層。

根據“PCB檢查表”,內容包括設計規則、層定義、線寬、間距、焊盤和過孔設定以及器件佈局的合理性、電源和地線網絡的佈線、高速時鐘網絡的佈線和遮罩、去耦電容器的放置和連接等。

6設計輸出

輸出照片檔案的注意事項:

輸出層包括佈線層(底層)、絲網印刷層(包括頂層絲網印刷和底層絲網印刷)、阻焊層(底層耐焊性)、鑽孔層(下層)。 此外,還會生成鑽孔檔案(NC鑽頭);

設定絲網印刷層時,不要選擇零件類型,選擇頂層(底層)和絲網印刷層的輪廓、文字和線條;

在設定每層的圖層時,選擇板輪廓。 設定絲網圖層時,不要選擇零件類型,選擇頂層(底層)和絲網圖層的輪廓和文字。