Nella progettazione dell'alimentatore a commutazione, se la scheda PCB non è progettata correttamente, irradierà troppe interferenze elettromagnetiche. La progettazione della scheda PCB con alimentazione stabile ora riassume i sette trucchi: attraverso l'analisi delle questioni che richiedono attenzione in ogni passaggio, la progettazione della scheda PCB può essere eseguita facilmente passo dopo passo!

1. Il processo di progettazione dallo schema al PCB

Stabilire i parametri del componente -> netlist dei principi di input -> impostazioni dei parametri di progettazione -> layout manuale -> cablaggio manuale -> verifica del progetto -> revisione -> output CAM.

2. Impostazione dei parametri

La distanza tra i fili adiacenti deve essere in grado di soddisfare i requisiti di sicurezza elettrica e, per facilitare il funzionamento e la produzione, la distanza dovrebbe essere la più ampia possibile. La distanza minima deve essere almeno adeguata alla tensione tollerata. Quando la densità del cablaggio è bassa, la spaziatura delle linee di segnale può essere opportunamente aumentata. Per le linee di segnale con un ampio divario tra i livelli alto e basso, la spaziatura dovrebbe essere la più breve possibile e dovrebbe essere aumentata. In generale, impostare la spaziatura della traccia in modo che sia maggiore di 1 mm dal bordo del foro interno del tampone al bordo del pannello stampato, in modo da evitare difetti del tampone durante la lavorazione. Quando le tracce collegate ai pad sono sottili, la connessione tra i pad e le tracce dovrebbe essere progettata a forma di goccia. Il vantaggio è che i tamponi non sono facili da staccare, ma le tracce e i tamponi non si staccano facilmente.

3. Disposizione dei componenti

La pratica ha dimostrato che anche se lo schema del circuito è progettato correttamente e il circuito stampato non è progettato correttamente, ciò influirà negativamente sull'affidabilità delle apparecchiature elettroniche. Ad esempio, se due sottili linee parallele della scheda stampata sono vicine tra loro, ciò causerà un ritardo della forma d'onda del segnale e un rumore di riflessione all'estremità della linea di trasmissione; le interferenze causate da un'errata considerazione dell'alimentazione e della terra causeranno un calo delle prestazioni del prodotto, pertanto, quando si progettano i circuiti stampati, è necessario prestare attenzione al metodo corretto. Ciascun alimentatore switching dispone di quattro loop di corrente:

(1) Circuito CA dell'interruttore di alimentazione
(2) Circuito CA del raddrizzatore di uscita

(3) Circuito corrente della sorgente del segnale di ingresso
(4) Anello di corrente di carico in uscita L'anello di ingresso carica il condensatore di ingresso tramite una corrente CC approssimativa. Il condensatore di filtro serve principalmente come accumulatore di energia a banda larga; allo stesso modo, il condensatore del filtro di uscita viene utilizzato anche per immagazzinare l'energia ad alta frequenza proveniente dal raddrizzatore di uscita. Allo stesso tempo, l'energia CC del circuito di carico in uscita viene eliminata. Pertanto, i terminali dei condensatori di filtro di ingresso e di uscita sono molto importanti. Gli anelli di corrente di ingresso e di uscita devono essere collegati all'alimentazione rispettivamente solo dai terminali del condensatore di filtro; se il collegamento tra il circuito di ingresso/uscita e il circuito dell'interruttore/raddrizzatore di alimentazione non può essere collegato al condensatore. Il terminale è collegato direttamente e l'energia CA verrà irradiata nell'ambiente dal condensatore del filtro di ingresso o di uscita. Il circuito CA dell'interruttore di alimentazione e il circuito CA del raddrizzatore contengono correnti trapezoidali di ampiezza elevata. Queste correnti hanno componenti armoniche elevate e la loro frequenza è molto maggiore della frequenza fondamentale dell'interruttore. L'ampiezza di picco può arrivare fino a 5 volte l'ampiezza della corrente continua di ingresso/uscita CC. Il tempo di transizione è solitamente di circa 50 ns. Questi due circuiti sono più soggetti alle interferenze elettromagnetiche, quindi questi circuiti CA devono essere disposti prima delle altre linee stampate nell'alimentatore. I tre componenti principali di ciascun circuito sono condensatori di filtro, interruttori di alimentazione o raddrizzatori e induttori. Oppure i trasformatori dovrebbero essere posizionati uno accanto all'altro e le posizioni dei componenti dovrebbero essere regolate per rendere il percorso di corrente tra loro il più breve possibile.
Il modo migliore per stabilire un layout di un alimentatore a commutazione è simile alla sua progettazione elettrica. Il miglior processo di progettazione è il seguente:

◆Posizionare il trasformatore
◆Progettare il circuito di corrente dell'interruttore di alimentazione
◆Progettare il circuito di corrente del raddrizzatore di uscita
◆Circuito di controllo collegato al circuito di alimentazione CA
◆Progettare il circuito sorgente di corrente in ingresso e il filtro di ingresso Progettare il circuito di carico in uscita e il filtro di uscita in base all'unità funzionale del circuito, quando si dispongono tutti i componenti del circuito, devono essere soddisfatti i seguenti principi:

(1) Innanzitutto, considerare la dimensione del PCB. Quando la dimensione del PCB è troppo grande, le linee stampate saranno lunghe, l'impedenza aumenterà, la capacità antirumore diminuirà e il costo aumenterà; se la dimensione del PCB è troppo piccola, la dissipazione del calore non sarà buona e le linee adiacenti verranno facilmente disturbate. La forma migliore del circuito è rettangolare e le proporzioni sono 3:2 o 4:3. I componenti situati sul bordo del circuito generalmente non sono inferiori al bordo del circuito

(2) Quando si posiziona il dispositivo, considerare la futura saldatura, non troppo densa;
(3) Prendi il componente principale di ciascun circuito funzionale come centro e disponilo attorno. I componenti devono essere disposti in modo uniforme, ordinato e compatto sul PCB, ridurre al minimo e accorciare i cavi e le connessioni tra i componenti e il condensatore di disaccoppiamento deve essere il più vicino possibile al dispositivo
(4) Per i circuiti funzionanti ad alte frequenze occorre considerare i parametri distribuiti tra i componenti. In generale, il circuito dovrebbe essere disposto il più possibile in parallelo. In questo modo, non è solo bello, ma anche facile da installare, saldare e facile da produrre in serie.
(5) Disporre la posizione di ciascuna unità del circuito funzionale in base al flusso del circuito, in modo che il layout sia conveniente per la circolazione del segnale e che il segnale sia mantenuto il più possibile nella stessa direzione.
(6) Il primo principio del layout è garantire la velocità di cablaggio, prestare attenzione al collegamento dei cavi volanti quando si sposta il dispositivo e mettere insieme i dispositivi con la relazione di connessione.
(7) Ridurre il più possibile l'area del circuito per sopprimere le interferenze dovute alle radiazioni dell'alimentatore switching.

4. il cablaggio dell'alimentatore switching contiene segnali ad alta frequenza

Qualsiasi linea stampata sul PCB può fungere da antenna. La lunghezza e la larghezza della linea stampata influenzeranno la sua impedenza e induttanza, influenzando così la risposta in frequenza. Anche le linee stampate che trasmettono segnali CC possono accoppiarsi ai segnali in radiofrequenza provenienti da linee stampate adiacenti e causare problemi ai circuiti (e persino irradiare nuovamente segnali di interferenza). Pertanto, tutte le linee stampate che fanno passare la corrente CA dovrebbero essere progettate per essere quanto più corte e larghe possibile, il che significa che tutti i componenti collegati alle linee stampate e alle altre linee elettriche devono essere posizionati molto vicini. La lunghezza della linea stampata è proporzionale alla sua induttanza e impedenza, e la larghezza è inversamente proporzionale all'induttanza e all'impedenza della linea stampata. La lunghezza riflette la lunghezza d'onda della risposta della linea stampata. Maggiore è la lunghezza, minore è la frequenza alla quale la linea stampata può inviare e ricevere onde elettromagnetiche e può irradiare più energia a radiofrequenza. A seconda delle dimensioni della corrente del circuito stampato, provare ad aumentare la larghezza della linea elettrica per ridurre la resistenza del circuito. Allo stesso tempo, rendere la direzione della linea elettrica e della linea di terra coerente con la direzione della corrente, il che aiuta a migliorare la capacità antirumore. La messa a terra è il ramo inferiore dei quattro anelli di corrente dell'alimentatore switching. Svolge un ruolo molto importante come punto di riferimento comune per il circuito. È un metodo importante per controllare le interferenze. Pertanto, nel layout è necessario considerare attentamente la posizione del cavo di terra. Mischiare diverse messe a terra causerà un funzionamento instabile dell'alimentatore.

Nella progettazione del filo di terra è necessario prestare attenzione ai seguenti punti:

A. Scegliere correttamente la messa a terra a punto singolo. In generale, l'estremità comune del condensatore di filtro dovrebbe essere l'unico punto di connessione per altri punti di messa a terra da accoppiare alla terra CA ad alta corrente. I punti di messa a terra dello stesso circuito di livello dovrebbero essere il più vicini possibile e anche il condensatore del filtro di alimentazione di questo circuito di livello dovrebbe essere collegato al punto di messa a terra di questo livello, soprattutto considerando che la corrente che ritorna a terra in ciascuno parte del circuito viene modificata e l'impedenza della linea di flusso effettiva causerà la modifica del potenziale di terra di ciascuna parte del circuito e introdurrà interferenze. In questo alimentatore a commutazione, il cablaggio e l'induttanza tra i dispositivi hanno poca influenza e la corrente circolante formata dal circuito di terra ha un'influenza maggiore sull'interferenza, quindi viene utilizzato un punto di messa a terra, ovvero il circuito di corrente dell'interruttore di alimentazione (i fili di terra di diversi dispositivi sono tutti collegati al pin di terra, i fili di terra di diversi componenti del circuito di corrente del raddrizzatore di uscita sono anche collegati ai pin di terra dei corrispondenti condensatori di filtro, in modo che l'alimentazione sia stabile e non facile per autoeccitarsi Quando non è disponibile un solo punto, condividere la terra Collegare due diodi o un piccolo resistore, infatti, può essere collegato ad un pezzo di lamina di rame relativamente concentrato.

B. Spendere il più possibile il filo di terra. Se il filo di terra è molto sottile, il potenziale di terra cambierà con il cambio di corrente, il che renderà instabile il livello del segnale di temporizzazione dell'apparecchiatura elettronica e le prestazioni antirumore si deterioreranno. Pertanto, assicurarsi che ciascun terminale di terra di corrente di grandi dimensioni utilizzi linee stampate quanto più corte e larghe possibile e allargare il più possibile la larghezza delle linee di alimentazione e di terra. È meglio che la linea di terra sia più larga della linea elettrica. La loro relazione è: linea di terra>linea di alimentazione>linea di segnale. Se possibile, linea di terra La larghezza deve essere maggiore di 3 mm e uno strato di rame di ampia area può essere utilizzato anche come filo di terra. Collegare i punti non utilizzati sul circuito stampato come filo di terra. Quando si esegue il cablaggio globale, è necessario seguire anche i seguenti principi:

(1) Direzione del cablaggio: Dal punto di vista della superficie di saldatura, la disposizione dei componenti dovrebbe essere il più coerente possibile con lo schema. La direzione del cablaggio deve essere coerente con la direzione del cablaggio dello schema elettrico, poiché solitamente durante il processo di produzione sulla superficie di saldatura sono richiesti diversi parametri. Pertanto, è conveniente per l'ispezione, il debug e la manutenzione in produzione (Nota: si riferisce alla premessa di soddisfare le prestazioni del circuito e i requisiti dell'intera installazione della macchina e del layout del pannello).

(2) Quando si progetta lo schema elettrico, il cablaggio non deve piegarsi il più possibile, la larghezza della linea sull'arco stampato non deve essere modificata improvvisamente, l'angolo del filo deve essere ≥90 gradi e le linee devono essere semplici e chiaro.

(3) Nel circuito stampato non sono ammessi circuiti trasversali. Per le linee che possono incrociarsi, puoi usare “drilling” e “winding” per risolverle. Cioè, lasciare che un conduttore “trapani” attraverso lo spazio sotto altri resistori, condensatori e pin del triodo, o “avvolga” da un'estremità di un conduttore che potrebbe incrociarsi. In circostanze particolari, per quanto complesso sia il circuito, è consentito anche semplificare la progettazione. Utilizzare i cavi per collegare a ponte per risolvere il problema del circuito incrociato. Poiché viene adottata la scheda a lato singolo, i componenti in linea si trovano sulla superficie superiore e i dispositivi a montaggio superficiale si trovano sulla superficie inferiore. Pertanto, i dispositivi in ​​linea possono sovrapporsi ai dispositivi a montaggio superficiale durante il layout, ma è opportuno evitare la sovrapposizione dei pad.

C. Terra di ingresso e terra di uscita Questo alimentatore switching è un DC-DC a bassa tensione. Se si desidera riportare la tensione di uscita al primario del trasformatore, i circuiti su entrambi i lati dovrebbero avere una terra di riferimento comune, quindi dopo aver posato il rame sui fili di terra su entrambi i lati, devono essere collegati insieme per formare una terra comune .

5. Controlla

Una volta completata la progettazione del cablaggio, è necessario verificare attentamente se il progetto del cablaggio è conforme alle regole stabilite dal progettista e, allo stesso tempo, è anche necessario confermare se le regole stabilite soddisfano i requisiti della produzione del circuito stampato processo. Controllare in generale la linea e la linea, la linea e il cuscinetto del componente, la linea. Se le distanze dai fori passanti, dai cuscinetti del componente e dai fori passanti, dai fori passanti e dai fori passanti sono ragionevoli e se soddisfano i requisiti di produzione. Se la larghezza della linea elettrica e della linea di terra sono appropriate e se è presente un punto per allargare la linea di terra nel PCB. Nota: alcuni errori possono essere ignorati. Ad esempio, una parte del contorno di alcuni connettori è posizionata all'esterno del telaio della scheda e si verificheranno errori durante il controllo della spaziatura; inoltre, ogni volta che il cablaggio e le vie vengono modificati, il rame deve essere rivestito nuovamente.

6. Ricontrollare secondo la “Lista di controllo PCB”

Il contenuto include regole di progettazione, definizioni di livelli, larghezze di linea, spaziatura, pad e impostazioni di via. È inoltre importante rivedere la razionalità del layout del dispositivo, il cablaggio delle reti di alimentazione e di terra, il cablaggio e la schermatura delle reti di clock ad alta velocità e il disaccoppiamento. Posizionamento e collegamento dei condensatori, ecc.

7. le questioni che richiedono attenzione nella progettazione e nell'output dei file Gerber

UN. Gli strati che devono essere generati includono lo strato di cablaggio (strato inferiore), lo strato di serigrafia (inclusa la serigrafia superiore, la serigrafia inferiore), la maschera di saldatura (maschera di saldatura inferiore), lo strato di perforazione (strato inferiore) e un file di perforazione (NCDrill )
B. Quando si imposta il livello Serigrafia, non selezionare PartType, selezionare il livello superiore (livello inferiore) e Contorno, Testo, Linea del livello serigrafia. Quando imposti il ​​livello di ciascun livello, seleziona Contorno scheda. Quando si imposta lo strato serigrafico, non selezionare PartType, selezionare Contorno, Testo, Linea.d dello strato superiore (strato inferiore) e dello strato serigrafico. Quando si generano file di perforazione, utilizzare le impostazioni predefinite di PowerPCB e non apportare alcuna modifica.