Thông tin PCB - Thiết kế PCB và chuyển đổi yêu cầu cung cấp điện

Trong thiết kế của bất kỳ nguồn điện chuyển mạch, thiết kế vật lý của bảng mạch PCB là một liên kết. Nếu không được thiết kế đúng cách, PCB có thể phát ra quá nhiều nhiễu điện từ, dẫn đến hoạt động cung cấp điện không ổn định. Dưới đây là phân tích các điểm chính cần chú ý ở mỗi bước:

1. Quy trình thiết kế từ sơ đồ đến PCB

Thiết lập các tham số thành phần ->Input Principles Network Table ->Design Parameter Settings ->Manual Layout ->Manual Wiring ->Validation Design ->Review ->CAM Output.

2. Cài đặt tham số

Khoảng cách giữa các dây liền kề phải đáp ứng các yêu cầu về an toàn điện, và để thuận tiện cho hoạt động và sản xuất, khoảng cách phải càng rộng càng tốt. Khoảng cách phải phù hợp với điện áp ít nhất. Khi mật độ dây thấp, khoảng cách giữa các đường tín hiệu có thể được tăng lên một cách thích hợp. Đối với các đường tín hiệu có thị sai mức cao và thấp, khoảng cách phải ngắn nhất có thể và nên được tăng lên. Khoảng cách giữa cạnh lỗ bên trong của tấm hàn và cạnh của tấm in phải lớn hơn 1mm để tránh các khuyết tật của tấm hàn trong quá trình chế biến. Khi dây kết nối với pad tương đối mỏng, kết nối giữa pad và dây được thiết kế theo hình giọt. Ưu điểm là pad không dễ bóc vỏ, nhưng dây dẫn và pad không dễ dàng ngắt kết nối.

3. Bố trí thành phần

Thực tế đã chứng minh rằng ngay cả khi sơ đồ mạch được thiết kế chính xác và bảng mạch in không được thiết kế đúng cách, nó có thể ảnh hưởng xấu đến độ tin cậy của thiết bị điện tử. Ví dụ, nếu hai đường mỏng song song của bảng in được đặt gần nhau, sẽ có sự chậm trễ trong dạng sóng tín hiệu, gây ra tiếng ồn phản xạ ở cuối đường truyền. Sự can thiệp gây ra bởi nguồn điện và dây nối đất có thể làm giảm hiệu suất của sản phẩm. Do đó, khi thiết kế bảng mạch in, cần chú ý đến phương pháp chính xác. Mỗi nguồn chuyển mạch có bốn vòng hiện tại:

1) Mạch AC công tắc nguồn

2) Vòng xoay AC chỉnh lưu đầu ra

3) Vòng lặp hiện tại nguồn tín hiệu đầu vào

4) Vòng đầu vào vòng lặp tải đầu ra sạc tụ đầu vào thông qua dòng điện DC gần đúng, tụ lọc chủ yếu đóng vai trò lưu trữ năng lượng băng thông rộng; Tương tự, tụ điện lọc đầu ra được sử dụng để lưu trữ năng lượng tần số cao từ bộ chỉnh lưu đầu ra trong khi loại bỏ năng lượng DC từ vòng tải đầu ra. Do đó, các thiết bị đầu cuối đầu vào và đầu ra của tụ điện lọc là rất quan trọng. Các vòng đầu vào và đầu ra hiện tại nên được kết nối với nguồn điện tương ứng từ thiết bị đầu cuối của tụ điện lọc. Nếu kết nối giữa mạch đầu vào/đầu ra và mạch công tắc nguồn/chỉnh lưu không thể được kết nối trực tiếp với đầu cuối của tụ điện, năng lượng AC sẽ đi qua tụ điện bộ lọc đầu vào hoặc đầu ra và tỏa ra môi trường. Mạch AC của công tắc nguồn và bộ chỉnh lưu chứa dòng hình thang biên độ cao, có thành phần hài hòa thứ cấp cao và tần số cao hơn nhiều so với tần số cơ bản của công tắc. Biên độ đỉnh có thể lên tới 5 lần dòng DC đầu vào/đầu ra liên tục. Thời gian chuyển đổi thường là khoảng 50ns. Hai vòng Louis bị nhiễu điện từ, vì vậy các dòng in khác trong nguồn điện phải được bố trí trước các mạch AC này và ba thành phần chính của mỗi vòng, tụ lọc, công tắc nguồn hoặc chỉnh lưu, cuộn cảm hoặc biến áp, nên được đặt cạnh nhau, điều chỉnh đường dẫn dòng điện giữa các thành phần sao cho vị trí của chúng càng ngắn càng tốt. Phương pháp thiết lập bố cục nguồn chuyển mạch tương tự như thiết kế điện của nó, với quy trình thiết kế như sau:

1) Đặt máy biến áp

2) Thiết kế mạch điện chuyển mạch hiện tại

3) Thiết kế vòng lặp chỉnh lưu hiện tại

4) Mạch điều khiển được kết nối với mạch nguồn AC

Thiết kế vòng lặp nguồn đầu vào và bộ lọc đầu vào Thiết kế vòng lặp tải đầu ra và bộ lọc đầu ra Theo đơn vị chức năng của mạch, bố trí của tất cả các thành phần của mạch phải phù hợp với các nguyên tắc sau:

1) Kích thước PCB nên được xem xét đầu tiên. Khi kích thước PCB quá lớn, dòng in dài, trở kháng tăng, khả năng chống ồn giảm và chi phí tăng. Tản nhiệt quá nhỏ là không tốt, đường dây liền kề dễ bị quấy nhiễu. Bảng mạch có hình chữ nhật, tỷ lệ chiều dài là 3: 2 hoặc 4: 3, các thành phần nằm ở rìa của bảng thường cách cạnh của bảng không ít hơn 2mm.

2) Đặt thiết bị để xem xét hàn trong tương lai, không quá dày đặc.

3) Lấy các thành phần của mỗi mạch chức năng làm trung tâm, bố trí xung quanh chúng. Các thành phần phải được sắp xếp đồng đều, gọn gàng và nhỏ gọn trên PCB, giảm thiểu và rút ngắn dây dẫn và kết nối giữa các thành phần, và điện dung tách rời phải càng gần với VCC của thiết bị càng tốt.

4) Đối với các mạch hoạt động ở tần số cao, các thông số phân phối giữa các yếu tố nên được xem xét. Trong mạch chung, các yếu tố nên được sắp xếp song song nhất có thể. Bằng cách này, nó không chỉ đẹp mà còn dễ dàng để cài đặt hàn, tạo điều kiện cho sản xuất hàng loạt.

5) Sắp xếp vị trí của từng đơn vị mạch chức năng theo quy trình mạch để bố trí thuận tiện cho dòng tín hiệu và giữ tín hiệu theo cùng một hướng càng nhiều càng tốt.

6) Nguyên tắc đầu tiên của bố cục là đảm bảo tỷ lệ phân phối của hệ thống cáp, chú ý đến kết nối của dây bay khi di chuyển thiết bị và đặt các thiết bị được kết nối lại với nhau.

7) Giảm diện tích vòng lặp càng nhiều càng tốt để ngăn chặn nhiễu bức xạ từ nguồn chuyển mạch.

4. Dây điện

Nguồn điện chuyển mạch chứa tín hiệu tần số cao và bất kỳ dòng in nào trên PCB đều có thể hoạt động như ăng-ten. Chiều dài và chiều rộng của dòng in ảnh hưởng đến trở kháng và điện kháng của nó, do đó ảnh hưởng đến phản ứng tần số. Ngay cả các dòng in thông qua tín hiệu dc cũng có thể được ghép nối với tín hiệu rf từ các dòng in liền kề và gây ra các vấn đề về mạch (hoặc thậm chí tái phát tín hiệu gây nhiễu). Do đó, tất cả các dòng in đi qua dòng điện xoay chiều nên được thiết kế càng ngắn và rộng càng tốt, có nghĩa là tất cả các thành phần được kết nối với dòng in và các dòng điện khác phải được đặt gần nhau. Chiều dài của dòng in tỷ lệ thuận với điện cảm và trở kháng của nó, và chiều rộng tỷ lệ nghịch với điện cảm và trở kháng của dòng in. Độ dài phản ánh bước sóng đáp ứng của hàng in. Chiều dài càng dài, đường in càng ít thường xuyên gửi và nhận sóng điện từ và năng lượng tần số vô tuyến bức xạ càng nhiều. Tùy thuộc vào kích thước của dòng điện bảng mạch in, hãy tăng chiều rộng của dây nguồn càng nhiều càng tốt và giảm sức đề kháng của vòng lặp. Đồng thời, làm cho đường dây điện, đường dây mặt đất và hướng dòng điện phù hợp, giúp tăng cường khả năng chống ồn. Nối đất là chi nhánh dưới cùng của bốn vòng lặp hiện tại của nguồn cung cấp chuyển mạch, như điểm tham chiếu chung của vòng lặp đóng một vai trò rất quan trọng, là một phương pháp quan trọng để kiểm soát nhiễu. Do đó, cáp nối đất nên được xem xét cẩn thận trong bố cục. Việc sử dụng hỗn hợp cáp nối đất có thể dẫn đến nguồn điện không ổn định.

Thiết kế cáp nối đất nên chú ý đến các điểm sau:

1) Chọn đúng điểm nối đất duy nhất Thông thường, mặt chung của điện dung lọc nên tương tác với điểm nối của dòng điện lớn được ghép nối với đầu nối đất khác, đầu nối đất nên gần với mạch, điện dung lọc nguồn mạch tương ứng cũng có thể ở đầu nối đất ngang, chủ yếu xem xét sự trở lại của một phần dòng điện đến đầu nối đất của mạch đang thay đổi, sự can thiệp được giới thiệu là do trở kháng thực tế của mạch sẽ dẫn đến sự thay đổi tiềm năng nối đất của tất cả các bộ phận của mạch. Trong nguồn cung cấp chuyển mạch này, hiệu ứng cảm ứng của nó nhỏ hơn giữa dây và thiết bị, và mạch nối đất ảnh hưởng lớn hơn đến sự hình thành của chu kỳ nhiễu, do đó, sử dụng phương pháp nối đất một chút, mạch chuyển mạch điện (trong một số thiết bị nối đất được nối đất bằng chân, mạch chỉnh lưu đầu ra của mặt đất cũng được nối với điện dung lọc tương ứng bằng chân, để nguồn điện hoạt động ổn định và không dễ tự kích thích. Không thể nối đất một lần, trong trường hợp tổng cộng hai điốt hoặc một điện trở nhỏ, trên thực tế, nó có thể được kết nối trong một miếng đồng tập trung hơn.

2) Dây nối đất càng dày càng tốt nếu dây nối đất rất mỏng, điện thế nối đất thay đổi theo dòng điện, mức tín hiệu thời gian không ổn định của thiết bị điện tử, hiệu suất chống ồn không tốt, vì vậy hãy chắc chắn để làm cho mỗi đầu nối đất lớn sử dụng dây in ngắn và rộng càng tốt, cố gắng kéo rộng nguồn điện, chiều rộng của dây nối đất, rộng hơn dây nguồn, mối quan hệ của chúng là: dây nối đất>dây nguồn>dây tín hiệu, nếu có thể, chiều rộng dây nối đất phải lớn hơn 3 mm, cũng có thể sử dụng lớp đồng diện tích lớn làm dây nối đất, trên bảng in, không sử dụng dây nối đất làm dây nối đất. Các nguyên tắc sau đây cũng nên tuân thủ đối với định tuyến toàn cầu:

1) Hướng dây: từ bề mặt hàn, sự sắp xếp của các yếu tố càng phù hợp càng tốt với sơ đồ nguyên tắc, và hướng dây phù hợp với hướng dây của sơ đồ mạch, bởi vì quá trình sản xuất thường cần phải kiểm tra các thông số khác nhau của bề mặt hàn, vì vậy rất dễ dàng để kiểm tra, gỡ lỗi và bảo trì trong sản xuất (lưu ý: đề cập đến việc đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất mạch và cài đặt máy và bố trí bảng điều khiển).

2) Khi thiết kế sơ đồ hệ thống dây điện, các đường nên được quay càng ít càng tốt, chiều rộng đường trên hồ quang in không nên thay đổi, góc đường phải lớn hơn 90 độ và cố gắng làm cho các đường ngắn gọn và rõ ràng.

3) mạch in không cho phép có mạch chéo, đối với các dòng có thể vượt qua, có thể được giải quyết bằng cách "khoan" và "quanh co". Đó là, để cho một dây dẫn "khoan" qua khe hở dưới chân các điện trở khác, tụ điện, bóng bán dẫn hoặc "vòng" qua giao điểm của một dây dẫn, trong trường hợp đặc biệt mạch rất phức tạp, để đơn giản hóa thiết kế cũng cho phép sử dụng cầu nối dây, giải quyết vấn đề mạch chéo. Bởi vì một bảng điều khiển duy nhất được sử dụng, các thành phần nội tuyến được đặt ở bề mặt trên cùng và các thiết bị gắn bề mặt được đặt ở bề mặt dưới, do đó, các thành phần nội tuyến có thể chồng chéo với các thiết bị gắn bề mặt trong quá trình bố trí, nhưng bạn nên tránh các miếng đệm. Nguồn cung cấp chuyển mạch đầu vào và đầu ra là DC-DC điện áp thấp, phản hồi điện áp đầu ra trở lại máy biến áp chính, nên có một tham chiếu chung ở cả hai bên của mạch, do đó, sau khi đặt đồng tương ứng trên dây nối đất ở cả hai bên, nó cũng có thể được kết nối với nhau để tạo thành một nối đất chung

5. Kiểm tra

Sau khi thiết kế dây hoàn thành, để kiểm tra cẩn thận xem thiết kế dây của nhà thiết kế có phù hợp với các quy tắc hay không, đồng thời cũng cần xác nhận xem các quy tắc có phù hợp với yêu cầu của quy trình sản xuất PCB hay không, nói chung kiểm tra dây chuyền để dây chuyền, dây chuyền và linh kiện hàn pad, linh kiện hàn pad và kết nối lỗ, cho dù khoảng cách giữa các lỗ thông qua và thông qua lỗ là hợp lý và phù hợp với yêu cầu sản xuất. Cho dù chiều rộng của dây nguồn và dây mặt đất là phù hợp và cho dù có chỗ trong PCB để mở rộng dây mặt đất. Lưu ý: Một số lỗi có thể được bỏ qua, ví dụ: một số đường viền một phần của trình kết nối được đặt bên ngoài khung bảng, vì vậy sẽ là sai lầm khi kiểm tra khoảng cách; Ngoài ra, sau mỗi lần sửa đổi hệ thống dây và lỗ, đồng phải được sơn lại. Được xem xét theo "Danh sách kiểm tra PCB", bao gồm các quy tắc thiết kế, định nghĩa lớp, chiều rộng đường, khoảng cách, pad, cài đặt lỗ, cũng tập trung vào tính hợp lý của bố cục thiết bị, nguồn điện, dây mạng nối đất, dây và che chắn mạng đồng hồ tốc độ cao, vị trí tụ điện tách rời và kết nối.

Ghi chú cho các tệp bản vẽ đèn xuất:

a. Ngoài việc tạo tệp khoan (NC Drill), cần có lớp dây đầu ra (đáy), lớp in màn hình (bao gồm in màn hình trên cùng, in màn hình dưới), lớp hàn (hàn dưới cùng), lớp khoan (đáy)

b. Không chọn loại phần khi thiết lập các lớp của lớp màn hình lụa. Chọn Outline, Text và Lines làm Top (Bottom) và Wire Mesh Layer. Khi bạn thiết lập layer cho mỗi layer, chọn Board Outline. Khi bạn thiết lập các lớp cho lớp màn hình lụa của mình, thay vì chọn Loại phần, hãy chọn Đường viền, Văn bản và Đường kẻ ở trên cùng (dưới cùng) và Lớp màn hình lụa. D. Không thay đổi cài đặt mặc định của bảng Power PCB khi tạo tệp khoan.