En el diseño de una fuente de alimentación conmutada, si la placa PCB no está diseñada correctamente, irradiará demasiada interferencia electromagnética. El diseño de la placa PCB con fuente de alimentación estable ahora resume los siete trucos: a través del análisis de los asuntos que requieren atención en cada paso, el diseño de la placa PCB se puede realizar fácilmente paso a paso.

1. El proceso de diseño desde el esquema hasta la PCB.

Establezca los parámetros de los componentes -> lista de redes de principios de entrada -> configuración de parámetros de diseño -> diseño manual -> cableado manual -> verificar el diseño -> revisar -> salida CAM.

2. Configuración de parámetros

La distancia entre cables adyacentes debe poder cumplir con los requisitos de seguridad eléctrica y, para facilitar la operación y la producción, la distancia debe ser lo más amplia posible. La distancia mínima debe ser al menos adecuada a la tensión tolerada. Cuando la densidad del cableado es baja, la separación de las líneas de señal se puede aumentar adecuadamente. Para líneas de señal con una gran brecha entre niveles altos y bajos, el espaciado debe ser lo más corto posible y debe aumentarse. Generalmente, establezca el espacio entre trazas en más de 1 mm desde el borde del orificio interior de la almohadilla hasta el borde del tablero impreso, para evitar defectos de la almohadilla durante el procesamiento. Cuando las pistas conectadas a las almohadillas son delgadas, la conexión entre las almohadillas y las pistas debe diseñarse en forma de gota. La ventaja de esto es que las almohadillas no son fáciles de pelar, pero las huellas y las almohadillas no se desconectan fácilmente.

3. Diseño de componentes

La práctica ha demostrado que incluso si el esquema del circuito está diseñado correctamente y la placa de circuito impreso no está diseñada correctamente, afectará negativamente la confiabilidad de los equipos electrónicos. Por ejemplo, si dos líneas delgadas paralelas de la placa impresa están muy juntas, provocará un retraso en la forma de onda de la señal y ruido de reflexión al final de la línea de transmisión; La interferencia causada por una consideración inadecuada de la energía y la tierra hará que el producto sufra caídas de rendimiento; por lo tanto, al diseñar placas de circuito impreso, se debe prestar atención al método correcto. Cada fuente de alimentación conmutada tiene cuatro bucles de corriente:

(1) Circuito de CA del interruptor de alimentación
(2) Circuito de CA del rectificador de salida

(3) Bucle actual de la fuente de señal de entrada
(4) Bucle de corriente de carga de salida El bucle de entrada carga el capacitor de entrada a través de una corriente CC aproximada. El condensador de filtro sirve principalmente como almacenamiento de energía de banda ancha; De manera similar, el capacitor del filtro de salida también se usa para almacenar energía de alta frecuencia del rectificador de salida. Al mismo tiempo, se elimina la energía CC del circuito de carga de salida. Por tanto, los terminales de los condensadores del filtro de entrada y salida son muy importantes. Los bucles de corriente de entrada y salida sólo deben conectarse a la fuente de alimentación desde los terminales del condensador del filtro respectivamente; si la conexión entre el bucle de entrada/salida y el bucle del interruptor de alimentación/rectificador no se puede conectar al condensador, el terminal está conectado directamente y la energía de CA será irradiada al medio ambiente por el condensador del filtro de entrada o salida. El bucle de CA del interruptor de alimentación y el bucle de CA del rectificador contienen corrientes trapezoidales de alta amplitud. Estas corrientes tienen altos componentes armónicos y su frecuencia es mucho mayor que la frecuencia fundamental del interruptor. La amplitud máxima puede ser tan alta como 5 veces la amplitud de la corriente continua de entrada/salida continua. El tiempo de transición suele ser de unos 50 ns. Estos dos bucles son más propensos a sufrir interferencias electromagnéticas, por lo que estos bucles de CA deben colocarse antes que las otras líneas impresas en la fuente de alimentación. Los tres componentes principales de cada bucle son condensadores de filtro, interruptores o rectificadores de potencia e inductores. O los transformadores deben colocarse uno al lado del otro y las posiciones de los componentes deben ajustarse para que la ruta de corriente entre ellos sea lo más corta posible.
La mejor manera de establecer un diseño de fuente de alimentación conmutada es similar a su diseño eléctrico. El mejor proceso de diseño es el siguiente:

◆Coloque el transformador
◆ Diseño del circuito de corriente del interruptor de alimentación.
◆Diseño del circuito de corriente del rectificador de salida
◆Circuito de control conectado al circuito de alimentación de CA
◆Diseñe el bucle de fuente de corriente de entrada y el filtro de entrada. Diseñe el bucle de carga de salida y el filtro de salida de acuerdo con la unidad funcional del circuito; al diseñar todos los componentes del circuito, se deben cumplir los siguientes principios:

(1) Primero, considere el tamaño de la PCB. Cuando el tamaño de la PCB es demasiado grande, las líneas impresas serán largas, la impedancia aumentará, la capacidad antiruido disminuirá y el costo aumentará; Si el tamaño de la PCB es demasiado pequeño, la disipación de calor no será buena y las líneas adyacentes se alterarán fácilmente. La mejor forma de la placa de circuito es rectangular y la relación de aspecto es 3:2 o 4:3. Los componentes ubicados en el borde de la placa de circuito generalmente no son menores que el borde de la placa de circuito.

(2) Al colocar el dispositivo, considere realizar soldaduras futuras, no demasiado densas;
(3) Tome el componente central de cada circuito funcional como centro y dispóngalo alrededor. Los componentes deben estar dispuestos de manera uniforme, ordenada y compacta en la PCB, minimizar y acortar los cables y conexiones entre los componentes, y el condensador de desacoplamiento debe estar lo más cerca posible del dispositivo.
(4) Para circuitos que funcionan a altas frecuencias, se deben considerar los parámetros distribuidos entre componentes. Generalmente, el circuito debe disponerse en paralelo tanto como sea posible. De esta manera, no sólo es hermoso, sino también fácil de instalar y soldar, y fácil de producir en masa.
(5) Disponga la posición de cada unidad de circuito funcional de acuerdo con el flujo del circuito, de modo que el diseño sea conveniente para la circulación de la señal y la señal se mantenga en la misma dirección posible.
(6) El primer principio del diseño es garantizar la velocidad del cableado, prestar atención a la conexión de los cables voladores al mover el dispositivo y juntar los dispositivos con la relación de conexión.
(7) Reduzca el área del bucle tanto como sea posible para suprimir la interferencia de radiación de la fuente de alimentación conmutada.

4. La fuente de alimentación conmutada del cableado contiene señales de alta frecuencia.

Cualquier línea impresa en la PCB puede actuar como antena. La longitud y el ancho de la línea impresa afectarán su impedancia e inductancia, afectando así la respuesta de frecuencia. Incluso las líneas impresas que pasan señales de CC pueden acoplarse a señales de radiofrecuencia de líneas impresas adyacentes y causar problemas en el circuito (e incluso irradiar señales de interferencia nuevamente). Por lo tanto, todas las líneas impresas por las que pasa corriente CA deben diseñarse para que sean lo más cortas y anchas posible, lo que significa que todos los componentes conectados a las líneas impresas y otras líneas eléctricas deben colocarse muy cerca. La longitud de la línea impresa es proporcional a su inductancia e impedancia, y el ancho es inversamente proporcional a la inductancia e impedancia de la línea impresa. La longitud refleja la longitud de onda de la respuesta de la línea impresa. Cuanto mayor sea la longitud, menor será la frecuencia a la que la línea impresa puede enviar y recibir ondas electromagnéticas y puede irradiar más energía de radiofrecuencia. De acuerdo con el tamaño de la corriente de la placa de circuito impreso, intente aumentar el ancho de la línea eléctrica para reducir la resistencia del bucle. Al mismo tiempo, haga que la dirección de la línea eléctrica y la línea de tierra sean consistentes con la dirección de la corriente, lo que ayuda a mejorar la capacidad antiruido. La conexión a tierra es la rama inferior de los cuatro bucles de corriente de la fuente de alimentación conmutada. Desempeña un papel muy importante como punto de referencia común del circuito. Es un método importante para controlar las interferencias. Por lo tanto, se debe considerar cuidadosamente la ubicación del cable de tierra en el diseño. Mezclar varias conexiones a tierra provocará un funcionamiento inestable del suministro de energía.

Se debe prestar atención a los siguientes puntos en el diseño del cable de tierra:

A. Elija correctamente la conexión a tierra de un solo punto. Generalmente, el extremo común del condensador del filtro debe ser el único punto de conexión para que otros puntos de conexión a tierra se acoplen a la tierra de CA de alta corriente. Los puntos de tierra del mismo circuito de nivel deben estar lo más cerca posible, y el condensador del filtro de alimentación de este circuito de nivel también debe estar conectado al punto de tierra de este nivel, principalmente considerando que la corriente que regresa a tierra en cada Se cambia parte del circuito, y la impedancia de la línea que fluye real provocará el cambio del potencial de tierra de cada parte del circuito e introducirá interferencias. En esta fuente de alimentación conmutada, su cableado y la inductancia entre los dispositivos tienen poca influencia, y la corriente circulante formada por el circuito de conexión a tierra tiene una mayor influencia en la interferencia, por lo que se utiliza un punto de conexión a tierra, es decir, el circuito de corriente del interruptor de alimentación. (Los cables de tierra de varios dispositivos están todos conectados a la clavija de tierra, los cables de tierra de varios componentes del bucle de corriente del rectificador de salida también están conectados a las clavijas de tierra de los condensadores de filtro correspondientes, de modo que la fuente de alimentación sea estable y no sea fácil para autoexcitarse Cuando no hay un solo punto disponible, comparta la tierra. Conecte dos diodos o una pequeña resistencia; de hecho, se puede conectar a una pieza de lámina de cobre relativamente concentrada.

B. Espese el cable de tierra tanto como sea posible. Si el cable de conexión a tierra es muy delgado, el potencial de tierra cambiará con el cambio de corriente, lo que provocará que el nivel de la señal de sincronización del equipo electrónico sea inestable y el rendimiento antiruido se deteriorará. Por lo tanto, asegúrese de que cada terminal de tierra de corriente grande utilice líneas impresas lo más cortas y anchas posible, y amplíe el ancho de las líneas de alimentación y de tierra tanto como sea posible. Es mejor que la línea de tierra sea más ancha que la línea eléctrica. Su relación es: línea de tierra>línea eléctrica>línea de señal. Si es posible, la línea de tierra debe tener un ancho superior a 3 mm y también se puede utilizar una capa de cobre de gran superficie como cable de tierra. Conecte los lugares no utilizados en la placa de circuito impreso como cable a tierra. Al realizar el cableado global, también se deben seguir los siguientes principios:

(1) Dirección del cableado: desde la perspectiva de la superficie de soldadura, la disposición de los componentes debe ser lo más consistente posible con el diagrama esquemático. La dirección del cableado debe ser consistente con la dirección del cableado del diagrama del circuito, porque generalmente se requieren varios parámetros en la superficie de soldadura durante el proceso de producción. Por lo tanto, es conveniente para la inspección, depuración y mantenimiento en producción (Nota: se refiere a la premisa de cumplir con el rendimiento del circuito y los requisitos de toda la instalación de la máquina y el diseño del panel).

(2) Al diseñar el diagrama de cableado, el cableado no debe doblarse tanto como sea posible, el ancho de la línea en el arco impreso no debe cambiarse repentinamente, la esquina del cable debe ser ≥90 grados y las líneas deben ser simples y claro.

(3) No se permiten circuitos cruzados en el circuito impreso. Para las líneas que pueden cruzarse, puedes utilizar “perforar” y “bobinar” para resolverlas. Es decir, deje que un cable “perfora” a través del espacio debajo de otras resistencias, condensadores y pines de triodo, o “enrolle” desde un extremo de un cable que pueda cruzarse. En circunstancias especiales, por complejo que sea el circuito, también se permite simplificar el diseño. Utilice cables para puentear y resolver el problema del circuito cruzado. Debido a que se adopta el tablero de una sola cara, los componentes en línea están ubicados en la superficie superior y los dispositivos de montaje en superficie están ubicados en la superficie inferior. Por lo tanto, los dispositivos en línea pueden superponerse con los dispositivos de montaje en superficie durante el diseño, pero se debe evitar la superposición de las almohadillas.

C. Tierra de entrada y tierra de salida Esta fuente de alimentación conmutada es CC-CC de bajo voltaje. Si desea retroalimentar el voltaje de salida al primario del transformador, los circuitos en ambos lados deben tener una tierra de referencia común, por lo que después de colocar cobre en los cables de tierra en ambos lados, deben conectarse entre sí para formar una tierra común. .

5. comprobar

Una vez completado el diseño del cableado, es necesario verificar cuidadosamente si el diseño del cableado cumple con las reglas establecidas por el diseñador y, al mismo tiempo, también es necesario confirmar si las reglas establecidas cumplen con los requisitos de la producción de placas impresas. proceso. Generalmente verifique la línea y la línea, la línea y la almohadilla del componente, la línea. Si las distancias entre los orificios pasantes, las almohadillas de los componentes y los orificios pasantes, los orificios pasantes y los orificios pasantes son razonables y si cumplen con los requisitos de producción. Si el ancho de la línea eléctrica y la línea de tierra son apropiados y si hay un lugar para ampliar la línea de tierra en la PCB. Nota: algunos errores se pueden ignorar. Por ejemplo, una parte del contorno de algunos conectores se coloca fuera del marco de la placa y se producirán errores al comprobar el espaciado; además, cada vez que se modifica el cableado y las vías, se debe volver a recubrir el cobre.

6. Vuelva a verificar de acuerdo con la “Lista de verificación de PCB”

El contenido incluye reglas de diseño, definiciones de capas, anchos de línea, espaciado, pads y configuraciones de vía. También es importante revisar la racionalidad del diseño de los dispositivos, el cableado de las redes de potencia y tierra, el cableado y blindaje de las redes de reloj de alta velocidad, el desacoplamiento, la colocación y conexión de condensadores, etc.

Siete, los asuntos que requieren atención al diseñar y generar archivos Gerber

a. Las capas que deben generarse incluyen la capa de cableado (capa inferior), la capa de serigrafía (incluida la serigrafía superior, la serigrafía inferior), la máscara de soldadura (máscara de soldadura inferior), la capa de perforación (capa inferior) y un archivo de perforación (NCDrill )
b. Al configurar la capa de serigrafía, no seleccione PartType, seleccione la capa superior (capa inferior) y Contorno, Texto, Linec de la capa de serigrafía. Al configurar la Capa de cada capa, seleccione Contorno del tablero. Al configurar la capa de serigrafía, no seleccione PartType, seleccione Contorno, Texto, Línea.d de la capa superior (capa inferior) y la capa de serigrafía. Al generar archivos de perforación, utilice la configuración predeterminada de PowerPCB y no realice ningún cambio.