Při návrhu spínaného zdroje, pokud není deska DPS navržena správně, bude vyzařovat příliš mnoho elektromagnetického rušení. Návrh desky plošných spojů se stabilním napájením nyní shrnuje sedm triků: díky analýze záležitostí, které vyžadují pozornost v každém kroku, lze návrh desky plošných spojů snadno provést krok za krokem!

1. Proces návrhu od schématu k PCB

Stanovte parametry komponent -> netlist principu vstupu -> nastavení parametrů návrhu -> ruční rozložení -> ruční zapojení -> ověření návrhu -> kontrola -> výstup CAM.

2. Nastavení parametrů

Vzdálenost mezi sousedními vodiči musí splňovat požadavky na elektrickou bezpečnost a pro usnadnění provozu a výroby by tato vzdálenost měla být co největší. Minimální rozestup musí vyhovovat alespoň tolerovanému napětí. Když je hustota vodičů nízká, lze rozteč signálních vedení vhodně zvětšit. U signálových vedení s velkou mezerou mezi vysokou a nízkou úrovní by měl být rozestup co nejkratší a rozestup by měl být zvětšen. Obecně nastavte vzdálenost stop větší než 1 mm od okraje vnitřního otvoru podložky k okraji desky s plošnými spoji, abyste se vyhnuli defektům podložky během zpracování. Když jsou spoje připojené k destičkám tenké, spojení mezi destičkami a destičkami by mělo být navrženo do tvaru kapky. Výhodou toho je, že podložky nelze snadno sloupnout, ale stopy a podložky nelze snadno odpojit.

3. Rozložení komponent

Praxe ukázala, že i když je schéma obvodu navrženo správně a deska plošných spojů není správně navržena, nepříznivě to ovlivní spolehlivost elektronického zařízení. Pokud jsou například dvě tenké paralelní čáry desky s tištěnými spoji blízko u sebe, způsobí to zpoždění signálu a odrazový šum na konci přenosové linky; rušení způsobené nesprávným zvážením napájení a uzemnění způsobí, že produkt utrpí výkonnostní poklesy, proto je třeba při navrhování desek plošných spojů věnovat pozornost správné metodě. Každý spínaný zdroj má čtyři proudové smyčky:

(1) Obvod střídavého proudu vypínače
(2) Výstupní střídavý obvod usměrňovače

(3) Proudová smyčka zdroje vstupního signálu
(4) Proudová smyčka výstupní zátěže Vstupní smyčka nabíjí vstupní kondenzátor přibližným stejnosměrným proudem. Filtrační kondenzátor slouží především jako širokopásmový zásobník energie; podobně výstupní filtrační kondenzátor slouží také k ukládání vysokofrekvenční energie z výstupního usměrňovače. Současně je eliminována stejnosměrná energie výstupního zátěžového obvodu. Proto jsou vývody vstupních a výstupních filtračních kondenzátorů velmi důležité. Vstupní a výstupní proudové smyčky by měly být připojeny k napájení pouze ze svorek filtračního kondenzátoru; pokud spojení mezi vstupní/výstupní smyčkou a smyčkou vypínače/usměrňovače nelze připojit ke kondenzátoru Svorka je přímo připojena a střídavá energie bude vyzařována do okolí vstupním nebo výstupním filtračním kondenzátorem. Střídavá smyčka vypínače a střídavá smyčka usměrňovače obsahují lichoběžníkové proudy s vysokou amplitudou. Tyto proudy mají vysoké harmonické složky a jejich frekvence je mnohem větší než základní frekvence spínače. Špičková amplituda může být až 5násobek amplitudy trvalého vstupního/výstupního stejnosměrného proudu. Doba přechodu je obvykle asi 50 ns. Tyto dvě smyčky jsou nejvíce náchylné k elektromagnetickému rušení, takže tyto AC smyčky musí být umístěny před ostatními tištěnými řádky v napájecím zdroji. Tři hlavní součásti každé smyčky jsou filtrační kondenzátory, výkonové spínače nebo usměrňovače a tlumivky. Nebo by měly být transformátory umístěny vedle sebe a pozice součástek by měly být upraveny tak, aby byla proudová cesta mezi nimi co nejkratší.
Nejlepší způsob, jak vytvořit rozložení spínaného zdroje napájení, je podobný jeho elektrickému návrhu. Nejlepší proces návrhu je následující:

◆Umístěte transformátor
◆Navrhněte proudovou smyčku vypínače
◆Navrhněte proudovou smyčku výstupního usměrňovače
◆Řídící obvod připojený k napájecímu obvodu střídavého proudu
◆Navrhněte smyčku zdroje vstupního proudu a vstupní filtr Navrhněte výstupní smyčku zátěže a výstupní filtr podle funkční jednotky obvodu, při uspořádání všech součástí obvodu by měly být splněny následující zásady:

(1) Nejprve zvažte velikost PCB. Když je velikost PCB příliš velká, tištěné čáry budou dlouhé, zvýší se impedance, sníží se protihluková schopnost a zvýší se náklady; pokud je velikost desky plošných spojů příliš malá, odvod tepla nebude dobrý a sousední linky budou snadno narušeny. Nejlepší tvar obvodové desky je obdélníkový a poměr stran je 3:2 nebo 4:3. Součásti umístěné na okraji obvodové desky nejsou obecně menší než okraj obvodové desky

(2) Při umístění zařízení zvažte budoucí pájení, ne příliš husté;
(3) Vezměte jádro každého funkčního obvodu jako střed a rozložte ho kolem něj. Součástky by měly být rovnoměrně, úhledně a kompaktně uspořádány na desce plošných spojů, minimalizovat a zkracovat přívody a spoje mezi součástkami a oddělovací kondenzátor by měl být co nejblíže zařízení
(4) U obvodů pracujících na vysokých frekvencích je třeba vzít v úvahu distribuované parametry mezi komponenty. Obecně by měl být obvod uspořádán pokud možno paralelně. Tímto způsobem je nejen krásný, ale také se snadno instaluje a svařuje a snadno se vyrábí ve velkém.
(5) Uspořádejte polohu každé jednotky funkčního obvodu podle toku obvodu tak, aby bylo uspořádání vhodné pro cirkulaci signálu a aby byl signál udržován ve stejném směru, jak je to možné.
(6) První zásadou uspořádání je zajistit rychlost zapojení, věnovat pozornost připojení létajících drátů při přemisťování zařízení a sestavit zařízení s připojovacím vztahem.
(7) Co nejvíce zmenšete oblast smyčky, abyste potlačili radiační rušení spínaného zdroje.

4. spínací napájecí zdroj obsahuje vysokofrekvenční signály

Jakákoli tištěná linka na PCB může fungovat jako anténa. Délka a šířka tištěné čáry ovlivní její impedanci a indukčnost, a tím ovlivní frekvenční odezvu. Dokonce i tištěné linky, které procházejí stejnosměrnými signály, se mohou spojit s vysokofrekvenčními signály ze sousedních tištěných linek a způsobit problémy s obvody (a dokonce znovu vyzařovat rušivé signály). Proto by všechny tištěné linky, které procházejí střídavým proudem, měly být navrženy tak, aby byly co nejkratší a nejširší, což znamená, že všechny komponenty připojené k tištěným linkám a dalším napájecím linkám musí být umístěny velmi blízko. Délka tištěné čáry je úměrná její indukčnosti a impedanci a šířka je nepřímo úměrná indukčnosti a impedanci tištěné čáry. Délka odráží vlnovou délku odezvy tištěné čáry. Čím delší je délka, tím nižší je frekvence, na které může tištěný řádek vysílat a přijímat elektromagnetické vlny a může vyzařovat více radiofrekvenční energie. Podle velikosti proudu desky s plošnými spoji zkuste zvětšit šířku elektrického vedení, abyste snížili odpor smyčky. Současně zajistěte, aby byl směr elektrického vedení a zemního vedení konzistentní se směrem proudu, což pomáhá zvýšit protihlukovou schopnost. Zemnění je spodní větev čtyř proudových smyček spínaného zdroje. Hraje velmi důležitou roli jako společný referenční bod pro obvod. Je to důležitý způsob kontroly rušení. Umístění zemnícího vodiče by proto mělo být v dispozičním řešení pečlivě zváženo. Míchání různých uzemnění způsobí nestabilní provoz napájecího zdroje.

Při návrhu zemnícího vodiče je třeba věnovat pozornost následujícím bodům:

A. Správně zvolte jednobodové uzemnění. Obecně platí, že společný konec filtračního kondenzátoru by měl být jediným připojovacím bodem pro ostatní uzemňovací body, které se spojí se střídavým uzemněním vysokého proudu. Zemnící body stejného úrovňového obvodu by měly být co nejblíže a kondenzátor napájecího filtru tohoto úrovňového obvodu by měl být také připojen k uzemňovacímu bodu této úrovně, hlavně s ohledem na to, že proud vracející se do země v každém část obvodu se změní a impedance skutečného proudícího vedení způsobí změnu zemního potenciálu každé části obvodu a zavede rušení. V tomto spínaném zdroji má jeho zapojení a indukčnost mezi zařízeními malý vliv a cirkulující proud tvořený uzemňovacím obvodem má větší vliv na rušení, takže se používá jednobodové uzemnění, to znamená proudová smyčka vypínače (zemnící vodiče několika zařízení jsou všechny připojeny k zemnicímu kolíku, zemní vodiče několika součástí výstupní proudové smyčky usměrňovače jsou také připojeny k zemnicím kolíkům odpovídajících filtračních kondenzátorů, takže napájení je stabilní a není snadné k samobuzení Když není k dispozici jediný bod, sdílejte zem Připojte dvě diody nebo malý odpor, ve skutečnosti lze připojit k relativně koncentrovanému kusu měděné fólie.

B. Zemnící vodič co nejvíce zeslabte. Pokud je zemnící vodič velmi tenký, zemní potenciál se změní se změnou proudu, což způsobí, že úroveň časovacího signálu elektronického zařízení bude nestabilní a protihlukový výkon se zhorší. Proto zajistěte, aby každá velká proudová zemnící svorka Použijte tištěné vedení co nejkratší a nejširší a šířku napájecího a zemnicího vedení co nejvíce rozšiřte. Je lepší, aby zemnící vedení bylo širší než elektrické vedení. Jejich vztah je: zemní vedení>elektrické vedení>signální vedení. Pokud je to možné, zemnící vedení Šířka by měla být větší než 3 mm a jako zemnící vodič lze také použít velkoplošnou měděnou vrstvu. Nepoužitá místa na desce plošných spojů připojte jako zemnící vodič. Při provádění globální elektroinstalace je třeba také dodržovat následující zásady:

(1) Směr zapojení: Z pohledu svařované plochy by uspořádání součástí mělo být co nejvíce konzistentní se schematickým diagramem. Směr zapojení by měl být v souladu se směrem zapojení ve schématu zapojení, protože během výrobního procesu jsou na svařované ploše obvykle vyžadovány různé parametry. Proto je vhodný pro kontrolu, odlaďování a údržbu ve výrobě (Poznámka: Vztahuje se na předpoklad splnění výkonu obvodu a požadavků na instalaci celého stroje a rozložení panelu).

(2) Při navrhování schématu zapojení by se kabeláž neměla ohýbat co nejvíce, šířka čáry na tištěném oblouku by se neměla náhle měnit, roh drátu by měl být ≥90 stupňů a čáry by měly být jednoduché a jasný.

(3) Křížové obvody nejsou v tištěném spoji povoleny. Pro čáry, které se mohou křížit, můžete k jejich vyřešení použít „vrtání“ a „navíjení“. To znamená, že nechejte vodič „provrtat“ mezerou pod jinými odpory, kondenzátory a kolíky triody nebo „navinout“ z jednoho konce vodiče, který se může křížit. Za zvláštních okolností, jak složitý je obvod, je také dovoleno zjednodušit návrh. Použijte dráty k přemostění k vyřešení problému křížového obvodu. Protože je použita jednostranná deska, jsou in-line komponenty umístěny na horním povrchu a zařízení pro povrchovou montáž jsou umístěny na spodním povrchu. Proto se in-line zařízení mohou během rozvržení překrývat se zařízeními pro povrchovou montáž, ale překrývání podložek by se mělo zabránit.

C. Vstupní zem a výstupní zem Tento spínaný napájecí zdroj je nízkonapěťový DC-DC. Pokud chcete výstupní napětí vrátit zpět na primární část transformátoru, obvody na obou stranách by měly mít společnou referenční zem, takže po položení mědi na zemnící vodiče na obou stranách musí být spojeny dohromady, aby vytvořily společnou zem. .

5. Zkontrolujte

Po dokončení návrhu elektroinstalace je nutné pečlivě zkontrolovat, zda návrh elektroinstalace odpovídá pravidlům stanoveným projektantem, a zároveň je také nutné potvrdit, zda stanovená pravidla splňují požadavky výroby plošných spojů. proces. Obecně zkontrolujte čáru a čáru, podložku čáry a součásti, čáru, zda jsou vzdálenosti od průchozích otvorů, destiček součástí a průchozích otvorů, průchozích otvorů a průchozích otvorů přiměřené a zda splňují požadavky výroby. Zda je vhodná šířka elektrického vedení a zemnícího vedení a zda je v DPS místo pro rozšíření zemního vedení. Poznámka: Některé chyby lze ignorovat. Například část obrysu některých konektorů je umístěna mimo rám desky a při kontrole rozteče dojde k chybám; navíc při každé úpravě kabeláže a prokovů musí být měď překryta.

6. Znovu zkontrolujte podle „Kontrolního seznamu PCB“

Obsah zahrnuje pravidla návrhu, definice vrstev, šířky čar, mezery, podložky a nastavení přes. Důležité je také přezkoumat racionalitu rozmístění zařízení, elektroinstalace silových a zemních sítí, elektroinstalace a stínění vysokorychlostních hodinových sítí a oddělení Umístění a připojení kondenzátorů atd.

7. záležitosti vyžadující pozornost při navrhování a výstupu souborů Gerber

A. Mezi vrstvy, které je třeba vytisknout, patří vrstva vodičů (spodní vrstva), vrstva sítotisku (včetně horní sítotisku, spodní sítotisku), pájecí maska ​​(spodní pájecí maska), vrtací vrstva (spodní vrstva) a vrtací soubor (NCDrill )
b. Při nastavování vrstvy Sítotisku nevybírejte PartType, vyberte horní vrstvu (spodní vrstvu) a Obrys, Text, Linec vrstvy sítotisku. Při nastavování vrstvy každé vrstvy vyberte Obrys desky. Při nastavování vrstvy sítotisku nevybírejte PartType, vyberte Outline, Text, Line.d horní vrstvy (spodní vrstvy) a vrstvy sítotisku. Při generování vrtacích souborů použijte výchozí nastavení PowerPCB a neprovádějte žádné změny.