PCB科技 - LED開關電源PCB板設計的七個步驟

在開關電源的設計中, 如果 印刷電路板板 設計不當. 這個 印刷電路板板 穩定供電的設計總結為七個步驟：通過分析每個步驟中的注意事項, 這很容易做到 印刷電路板板 逐步設計好!

1 從原理圖到 印刷電路板

建立組件參數->輸入原理網絡錶->設計參數設置->手動佈局->手動佈線->驗證設計->審查->CAM輸出。

2、參數設置

相鄰導線之間的間距必須滿足電氣安全要求，並應盡可能寬，以便於操作和生產。 間距應至少適合承受電壓。 當佈線密度較低時，可以適當新增訊號線之間的間距。 高電平和低電平之間差異較大的訊號線應盡可能縮短和擴大。 通常，路線之間的間距應設定為

焊盤內孔邊緣到印製板邊緣的距離大於1mm，可以避免焊盤在加工過程中出現缺陷。 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狀。 優點是襯墊不容易剝離，但導線和襯墊不容易斷開。

3、部件佈置

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細平行線靠得很近，則會在訊號波形中形成延遲，並且會在傳輸線的末端形成反射雜訊。 由於對電源和地線考慮不當而造成的干擾，產品的效能會降低。 囙此，在設計印刷電路板時，應注意正確的方法。 每個開關電源有四個電流回路：

（1）電源開關交流電路

（2）輸出整流器交流電路

（3）輸入信號源電流回路

（4）輸出負載電流回路的輸入電路用近似直流電的電流對輸入電容充電，濾波電容起到寬帶儲能作用。 類似地，輸出濾波電容器用於存儲來自輸出整流器的高頻能量，同時消除來自輸出負載電路的直流能量。 囙此，輸入和輸出濾波電容器的接線端非常重要。 輸入和輸出電流回路應僅從濾波電容器的接線端連接到電源。 如果輸入/輸出電路和功率開關/整流器電路之間的連接不能直接連接到電容器的端子，交流能量將從輸入或輸出濾波電容器輻射到環境中。 功率開關和整流器的交流電路包含高幅值梯形電流，該電流具有高次諧波分量，頻率遠高於開關的基頻。 峰值幅度可達連續輸入/輸出直流電流幅度的5倍，過渡時間通常約為50ns。 這兩個電路容易受到電磁干擾。 囙此，必須先佈置這些交流電路，然後再佈置電源中的其他印刷線路。 每個電路的3個主要部件，濾波電容、功率開關或整流器、電感或變壓器，應彼此相鄰放置，以調整部件的位置，使它們之間的電流路徑盡可能短。

開關電源佈局的設置方法類似於其電力設計，設計過程如下：

_放置變壓器

_設計電源開關電流電路

_設計輸出整流器的電流電路

_連接到交流電源電路的控制電路

_設計輸入電流源電路和輸入濾波器根據電路的功能單元，按照以下原則設計輸出負載電路和輸出濾波器佈局電路的所有組件：

（1）首先考慮印刷電路板的尺寸。 當印刷電路板尺寸過大時，印刷線路過長，阻抗新增，抗雜訊能力降低，成本新增。 太小不會很好地加熱，相鄰線路容易受到干擾。 印刷電路板的長寬比為3:2或4:3的矩形。 位於印刷電路板邊緣的元件不小於或等於印刷電路板邊緣。

（2）放置設備時考慮未來焊接，不要過於密集；

（3）圍繞每個功能電路的元件進行佈局。 元器件應均勻、整齊、緊湊地佈置在印刷電路板上，儘量減少和縮短元器件之間的引線和連接，並盡可能靠近器件去耦電容

（4）高頻運行的電路應考慮元件之間的分佈參數。 一般電路應盡可能平行地佈置部件。 這樣不僅美觀，而且易於組裝和焊接，易於批量生產。

（5）根據電路的流程安排每個功能電路單元的位置，以便佈局有助於訊號流，並使訊號盡可能保持在同一方向。

（6）佈局的第一個原則是確保佈線通過率，移動設備時注意飛線的連接，並將連接的設備放在一起。

（7）盡可能减少環形區域，以抑制開關電源的輻射干擾。

4、接線開關電源包含高頻訊號

印刷電路板上的任何列印線都可以用作天線。 列印線的長度和寬度會影響其阻抗和電感，從而影響頻率回應。 即使是通過直流訊號的印刷線路也可能從相鄰的印刷線路耦合到射頻訊號，並導致電路問題（甚至重新輻射干擾訊號）。 囙此，所有通過交流電流的印刷導線應設計為盡可能短和寬，這意味著連接到印刷導線和其他電源線的所有組件必須緊密放置在一起。 列印線的長度與顯示的電感和阻抗成正比，而寬度與列印線的電感和阻抗成反比。 長度反映列印線響應的波長。 長度越長，列印線可以發送和接收電磁波的頻率越低，它可以輻射的射頻能量就越多。 根據印刷電路板的電流大小，儘量新增租用電力電纜的寬度，降低回路電阻。 同時，使電源線、地線和電流的方向一致，這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支路。 它作為電路的公共參考點起著重要作用，是控制干擾的重要方法。 囙此，在佈局中應仔細考慮接地線的放置。 混合各種接地線會導致電源不穩定。

線路設計中應注意以下幾點：

1、正確選擇單點接地通常意味著濾波電容的公共端應為耦合到大電流交流接地的其他連接點的連接點，同一電路的接地點應盡可能接近，電路的電力濾波電容也應連接到此級別的接地點， 主要考慮到電路各部分返回地面的電流正在變化。 引入干擾是因為實際流動線路的阻抗會導致電路部分電位的變化。 在這種開關電源中，其佈線和器件之間的電感影響較小，而接地電路形成的環流對干擾的影響較大。 囙此，使用點接地，即電源的開關電流回路。 （幾個裝置的地線連接到接地脚，輸出整流電流電路的幾個裝置的地線也連接到相應濾波電容器的接地脚，這樣電源工作更穩定，不容易自勵。如果你不能做一點，你可以將兩個二極體或一個小電阻連接在一起 實際上，在一片相對集中的銅箔中。

2、使接地線盡可能厚如果接地線很薄，接地電位會隨著電流的變化而變化，導致計時器信號電平不穩定，電子設備的抗雜訊效能惡化。 囙此，為了確保每個大電流接地端使用盡可能短和寬的印刷線路，並盡可能寬地加寬電源和地線的寬度，地線應比電源線寬。 它們之間的關係是：地線>電源線>訊號號線，如果可能，應大於3mm，或可用作大面積銅的地線。 將未使用的地方作為地線連接到印刷電路板上的接地。 全域佈線還必須遵循以下原則：

（1）接線方向：從焊接表面開始，元件的排列方向應盡可能與原理圖相同，接線方向應與電路圖一致。 由於生產過程中需要在焊接表面檢測各種參數，囙此在生產過程中易於檢查、調試和維修。 （注：指滿足電路效能、成套安裝和面板佈置要求的前提）。

（2）在設計佈線方案時，在線路中盡可能少地轉彎，不要突然改變列印弧上的線寬，並使導線的轉角超過90度，以使線路簡單明瞭。

（3）印刷電路中不允許存在交叉電路。 對於可能的交叉線，可以通過“鑽孔”或“纏繞”來解决。 也就是說，讓一根導線從可能穿過的導線一端“鑽”過其他電阻器、電容器、3極管或“繞組”下的間隙。 在過去，如何在特殊情况下使電路複雜化，還允許使用導線跨接以簡化設計，從而解决了交叉電路問題。 由於單面板、頂部表面的直接插入元件和底部表面的表面安裝裝置，直接插入裝置可以在佈局中與表面安裝裝置重疊，但避免了焊盤的重疊。

3、為了將輸出電壓迴響回一次變壓器，電路的兩側應該有一個公共基準，囙此在接地線的兩側鋪設銅之後，它們也應該連接在一起，形成公共接地。

5、檢查

佈線設計完成後，必須仔細檢查佈線設計是否符合設計師製定的規則。 同時，還需要確認製定的規則是否符合印刷電路板生產過程的要求。 一般需要檢查線與線之間、線與元件墊之間、線與通孔之間、元件墊與通孔之間、通孔與通孔之間的距離是否合理，是否滿足生產要求。 線路和地線的寬度是否合適，印刷電路板中是否有加寬地線的空間。 注意：一些錯誤可以忽略，例如一些挿件外形部件被放置在板框架外，檢查間距時會出現錯誤，每次修改線條和孔時都會重新鍍銅。

6、根據“印刷電路板檢查表”進行審查

內容包括設計規則、層定義、線寬、間距、焊盤、通孔設定，還重點審查設備佈局的合理性、電源和接地網的佈線、高速時鐘網絡的佈線和遮罩、去耦電容器的放置和連接等。

7、輸出光圖紙檔案設計注意事項

A、要輸出的層是佈線層（底層）、絲網印刷層（包括頂層、底層）、電阻層（底層）、鑽孔層（底層）和鑽孔檔案（NCDrill）。

B. 設定絲網印刷層時不要選擇PartType, 選擇大綱, 文字, 線c of the top (bottom) and screen printing layer. 設定每層的層時, 選擇 印刷電路板板 概述. 設定絲網印刷層時, 不要選擇PartType, select the top (bottom) When generating drilling files with Outline, 文字, Line.d. 絲網印刷層的, 使用默認的電源設定印刷電路板 不要做任何改變.