Jeśli płytka drukowana nie zostanie odpowiednio zaprojektowana przy projektowaniu zasilacza impulsowego, będzie emitować zbyt dużo zakłóceń elektromagnetycznych. Projekt płytki PCB ze stabilną pracą zasilacza podsumowuje teraz siedem trików: poprzez analizę kwestii wymagających uwagi na każdym etapie, projekt płytki PCB można łatwo wykonać krok po kroku!

1. Proces projektowania od schematu do PCB

Ustal parametry komponentów -> lista zasad wejściowych -> ustawienia parametrów projektu -> układ ręczny -> ręczne okablowanie -> sprawdź projekt -> przegląd -> wyjście CAM.

2. Ustawianie parametrów

Odległość pomiędzy sąsiednimi przewodami musi spełniać wymogi bezpieczeństwa elektrycznego, a w celu ułatwienia obsługi i produkcji odległość powinna być jak największa. Minimalny odstęp musi być co najmniej odpowiedni dla tolerowanego napięcia. Gdy gęstość okablowania jest mała, odstępy między liniami sygnałowymi można odpowiednio zwiększyć. W przypadku linii sygnałowych z dużą przerwą między poziomem wysokim i niskim, odstępy powinny być jak najmniejsze, a odstępy należy zwiększać. Ogólnie rzecz biorąc, odstęp między śladami należy ustawić na większy niż 1 mm od krawędzi wewnętrznego otworu podkładki do krawędzi płytki drukowanej, aby uniknąć uszkodzeń podkładki podczas obróbki. Jeżeli ścieżki połączone z podkładkami są cienkie, połączenie między płytkami a ścieżkami powinno mieć kształt kropli. Zaletą tego jest to, że podkładki nie są łatwe do odklejenia, ale ślady i podkładki nie dają się łatwo odłączyć.

3. Układ komponentów

Praktyka pokazuje, że nawet jeśli schemat obwodu zostanie zaprojektowany prawidłowo, a płytka drukowana nie zostanie odpowiednio zaprojektowana, wpłynie to niekorzystnie na niezawodność sprzętu elektronicznego. Na przykład, jeśli dwie cienkie równoległe linie płytki drukowanej znajdują się blisko siebie, spowoduje to opóźnienie przebiegu sygnału i szum odbicia na końcu linii transmisyjnej; zakłócenia spowodowane niewłaściwym uwzględnieniem zasilania i uziemienia spowodują spadek wydajności produktu, dlatego przy projektowaniu płytek drukowanych należy zwrócić uwagę na właściwą metodę. Każdy zasilacz impulsowy ma cztery pętle prądowe:

(1) Obwód prądu przemiennego wyłącznika zasilania
(2) Obwód prądu przemiennego prostownika wyjściowego

(3) Pętla prądowa źródła sygnału wejściowego
(4) Pętla prądu obciążenia wyjściowego Pętla wejściowa ładuje kondensator wejściowy przybliżonym prądem stałym. Kondensator filtrujący służy głównie jako szerokopasmowy magazyn energii; podobnie kondensator filtra wyjściowego służy również do magazynowania energii o wysokiej częstotliwości z prostownika wyjściowego. Jednocześnie eliminowana jest energia prądu stałego obwodu obciążenia wyjściowego. Dlatego zaciski kondensatorów filtra wejściowego i wyjściowego są bardzo ważne. Wejściową i wyjściową pętlę prądową należy podłączać wyłącznie do zasilania odpowiednio z zacisków kondensatora filtrującego; jeśli połączenia między pętlą wejściową/wyjściową a pętlą wyłącznika zasilania/prostownika nie można podłączyć do kondensatora. Zacisk jest podłączony bezpośrednio, a energia prądu przemiennego będzie emitowana do otoczenia przez kondensator filtra wejściowego lub wyjściowego. Pętla AC wyłącznika zasilania i pętla AC prostownika zawierają prądy trapezowe o wysokiej amplitudzie. Prądy te mają wysokie składowe harmoniczne, a ich częstotliwość jest znacznie większa niż częstotliwość podstawowa łącznika. Amplituda szczytowa może wynosić nawet 5-krotność ciągłej amplitudy wejściowego/wyjściowego prądu stałego. Czas przejścia wynosi zwykle około 50 ns. Te dwie pętle są najbardziej podatne na zakłócenia elektromagnetyczne, dlatego te pętle prądu przemiennego należy ułożyć przed innymi wydrukowanymi liniami w zasilaczu. Trzy główne elementy każdej pętli to kondensatory filtrujące, przełączniki lub prostowniki mocy i cewki indukcyjne. Ewentualnie transformatory należy ustawić obok siebie, a rozmieszczenie podzespołów tak dobrać, aby droga prądu pomiędzy nimi była jak najkrótsza.
Najlepszym sposobem ustalenia układu zasilacza impulsowego jest podobny do jego projektu elektrycznego. Najlepszy proces projektowania wygląda następująco:

◆Umieść transformator
◆Zaprojektuj pętlę prądową wyłącznika zasilania
◆Zaprojektuj pętlę prądową prostownika wyjściowego
◆Obwód sterujący podłączony do obwodu zasilania prądem zmiennym
◆Zaprojektuj pętlę źródła prądu wejściowego i filtr wejściowy. Zaprojektuj wyjściową pętlę obciążenia i filtr wyjściowy zgodnie z jednostką funkcjonalną obwodu. Podczas rozmieszczania wszystkich elementów obwodu należy przestrzegać następujących zasad:

(1) Najpierw rozważ rozmiar PCB. Gdy rozmiar płytki drukowanej jest zbyt duży, wydrukowane linie będą długie, impedancja wzrośnie, zdolność przeciwzakłóceniowa spadnie, a koszt wzrośnie; jeśli rozmiar PCB jest zbyt mały, odprowadzanie ciepła nie będzie dobre, a sąsiednie linie będą łatwo zakłócane. Najlepszym kształtem płytki drukowanej jest prostokąt, a proporcje wynoszą 3:2 lub 4:3. Elementy znajdujące się na krawędzi płytki drukowanej są z reguły nie mniejsze niż krawędź płytki drukowanej

(2) Umieszczając urządzenie, należy wziąć pod uwagę przyszłe lutowanie, niezbyt gęste;
(3) Weź główny element każdego obwodu funkcjonalnego jako środek i rozłóż go wokół niego. Elementy powinny być równomiernie, schludnie i zwięźle rozmieszczone na płytce PCB, minimalizować i skracać przewody oraz połączenia pomiędzy elementami, a kondensator odsprzęgający powinien znajdować się jak najbliżej urządzenia
(4) W przypadku obwodów pracujących przy wysokich częstotliwościach należy uwzględnić parametry rozproszone pomiędzy elementami. Ogólnie rzecz biorąc, obwód powinien być ułożony możliwie równolegle. Dzięki temu jest nie tylko piękny, ale także łatwy w montażu i spawaniu oraz łatwy w masowej produkcji.
(5) Rozmieść położenie każdego modułu obwodu funkcjonalnego zgodnie z przepływem obwodu, tak aby układ był wygodny dla obiegu sygnału i aby sygnał był utrzymywany w tym samym kierunku, jak to możliwe.
(6) Pierwszą zasadą układu jest zapewnienie szybkości okablowania, zwrócenie uwagi na połączenie wolnych przewodów podczas przenoszenia urządzenia i połączenie urządzeń razem.
(7) Zmniejsz maksymalnie obszar pętli, aby stłumić zakłócenia promieniowania zasilacza impulsowego.

4. okablowanie zasilacza impulsowego zawiera sygnały o wysokiej częstotliwości

Dowolna linia wydrukowana na płytce PCB może pełnić funkcję anteny. Długość i szerokość wydrukowanej linii będzie miała wpływ na jej impedancję i indukcyjność, wpływając w ten sposób na charakterystykę częstotliwościową. Nawet linie drukowane przepuszczające sygnały prądu stałego mogą łączyć się z sygnałami o częstotliwości radiowej z sąsiednich linii drukowanych i powodować problemy z obwodami (a nawet ponownie emitować sygnały zakłócające). Dlatego wszystkie drukowane linie, przez które przepływa prąd przemienny, powinny być zaprojektowane tak, aby były jak najkrótsze i najszersze, co oznacza, że ​​wszystkie elementy podłączone do linii drukowanych i innych linii energetycznych muszą być umieszczone bardzo blisko siebie. Długość drukowanej linii jest proporcjonalna do jej indukcyjności i impedancji, a szerokość jest odwrotnie proporcjonalna do indukcyjności i impedancji drukowanej linii. Długość odzwierciedla długość fali odpowiedzi wydrukowanej linii. Im dłuższa długość, tym niższa częstotliwość, z jaką drukowana linia może wysyłać i odbierać fale elektromagnetyczne, a także może emitować więcej energii o częstotliwości radiowej. W zależności od wielkości prądu płytki drukowanej spróbuj zwiększyć szerokość linii zasilającej, aby zmniejszyć rezystancję pętli. Jednocześnie upewnij się, że kierunek linii energetycznej i linii uziemiającej jest zgodny z kierunkiem prądu, co pomaga zwiększyć zdolność przeciwzakłóceniową. Uziemienie jest dolną gałęzią czterech pętli prądowych zasilacza impulsowego. Pełni bardzo ważną rolę jako wspólny punkt odniesienia dla obwodu. Jest to ważna metoda kontrolowania zakłóceń. Dlatego też podczas projektowania należy dokładnie rozważyć rozmieszczenie przewodu uziemiającego. Mieszanie różnych uziemień spowoduje niestabilną pracę zasilacza.

Przy projektowaniu przewodu uziemiającego należy zwrócić uwagę na następujące punkty:

A. Prawidłowo wybierz uziemienie jednopunktowe. Ogólnie rzecz biorąc, wspólny koniec kondensatora filtrującego powinien być jedynym punktem połączenia innych punktów uziemiających z uziemieniem prądu przemiennego o wysokim natężeniu. Punkty uziemienia tego samego obwodu poziomu powinny znajdować się jak najbliżej siebie, a kondensator filtrujący zasilanie tego obwodu poziomu powinien również być podłączony do punktu uziemienia tego samego poziomu, biorąc pod uwagę głównie to, że prąd powracający do masy w każdym część obwodu ulegnie zmianie, a impedancja rzeczywistej linii przepływającej spowoduje zmianę potencjału masy każdej części obwodu i wprowadzenie zakłóceń. W tym zasilaczu impulsowym jego okablowanie i indukcyjność między urządzeniami mają niewielki wpływ, a prąd krążący utworzony przez obwód uziemiający ma większy wpływ na zakłócenia, dlatego stosuje się uziemienie jednopunktowe, czyli pętlę prądową wyłącznika zasilania (wszystkie przewody uziemiające kilku urządzeń są podłączone do bolca uziemiającego, przewody uziemiające kilku elementów wyjściowej pętli prądowej prostownika są również podłączone do kołków uziemiających odpowiednich kondensatorów filtrujących, dzięki czemu zasilanie jest stabilne i niełatwe do samowzbudzenia Gdy pojedynczy punkt nie jest dostępny, podziel się masą. Podłącz dwie diody lub mały rezystor, w rzeczywistości można to podłączyć do stosunkowo skupionego kawałka folii miedzianej.

B. Zagęść przewód uziemiający tak bardzo, jak to możliwe. Jeśli przewód uziemiający jest bardzo cienki, potencjał uziemienia będzie się zmieniał wraz ze zmianą prądu, co spowoduje niestabilność poziomu sygnału taktowania sprzętu elektronicznego i pogorszenie właściwości przeciwzakłóceniowych. Dlatego należy upewnić się, że każdy duży zacisk uziemienia prądowego powinien używać drukowanych linii tak krótkich i szerokich, jak to możliwe, oraz maksymalnie poszerzać szerokość linii zasilających i uziemiających. Lepiej, aby linia uziemienia była szersza niż linia energetyczna. Ich związek to: linia uziemienia>linia energetyczna>linia sygnałowa. Jeśli to możliwe, linia uziemiająca powinna mieć szerokość większą niż 3 mm, a jako przewód uziemiający można również zastosować warstwę miedzi o dużej powierzchni. Połącz nieużywane miejsca na płytce drukowanej jako przewód uziemiający. Podczas wykonywania okablowania globalnego należy również przestrzegać następujących zasad:

(1) Kierunek okablowania: Z punktu widzenia powierzchni spawania rozmieszczenie elementów powinno być jak najbardziej zgodne ze schematem. Kierunek okablowania powinien być zgodny z kierunkiem okablowania na schemacie, ponieważ w procesie produkcyjnym na powierzchni spawania zwykle wymagane są różne parametry. Dlatego jest wygodny do inspekcji, debugowania i konserwacji w produkcji (Uwaga: odnosi się do założenia spełnienia wydajności obwodu oraz wymagań instalacji całej maszyny i układu panelu).

(2) Projektując schemat połączeń, okablowanie nie powinno być zginane tak bardzo, jak to możliwe, szerokość linii na wydrukowanym łuku nie powinna być nagle zmieniana, róg przewodu powinien wynosić ≥ 90 stopni, a linie powinny być proste i jasne.

(3) Obwody krzyżowe nie są dozwolone w obwodzie drukowanym. W przypadku linii, które mogą się przecinać, można je rozwiązać za pomocą „wiercenia” i „nawijania”. Oznacza to, że należy pozwolić, aby przewód „przewiercił” szczelinę pod innymi rezystorami, kondensatorami i pinami triody lub „nawinął” jeden koniec przewodu, który może się krzyżować. W szczególnych okolicznościach, jak skomplikowany jest obwód, dozwolone jest również uproszczenie projektu. Użyj przewodów do zmostkowania, aby rozwiązać problem obwodu krzyżowego. Ponieważ zastosowano płytkę jednostronną, elementy liniowe znajdują się na górnej powierzchni, a urządzenia do montażu powierzchniowego na dolnej powierzchni. Dlatego też urządzenia liniowe mogą podczas układania nakładać się na urządzenia do montażu powierzchniowego, należy jednak unikać nakładania się podkładek.

C. Masa wejściowa i wyjściowa. Ten zasilacz impulsowy to niskonapięciowy zasilacz DC-DC. Jeśli chcesz przekazać napięcie wyjściowe z powrotem do uzwojenia pierwotnego transformatora, obwody po obu stronach powinny mieć wspólną masę odniesienia, więc po ułożeniu miedzi na przewodach uziemiających po obu stronach należy je połączyć, aby utworzyć wspólną masę .

5. Sprawdź

Po wykonaniu projektu okablowania należy dokładnie sprawdzić, czy projekt okablowania jest zgodny z zasadami określonymi przez projektanta, a jednocześnie sprawdzić, czy ustalone zasady spełniają wymagania produkcji płytek drukowanych proces. Ogólnie sprawdź linię i linię, linię i przekładkę komponentu, linię. Czy odległości od otworów przelotowych, podkładek komponentów i otworów przelotowych, otworów przelotowych i otworów przelotowych są rozsądne i czy spełniają wymagania produkcyjne. Czy szerokość linii zasilającej i masy jest odpowiednia i czy na płytce PCB jest miejsce na poszerzenie linii masy. Uwaga: niektóre błędy można zignorować. Przykładowo część obrysu niektórych złączy zostanie umieszczona poza ramką płytki i przy sprawdzaniu rozstawu pojawią się błędy; ponadto przy każdej modyfikacji okablowania i przelotek należy ponownie pokryć miedź.

6. Sprawdź ponownie zgodnie z „Listą kontrolną PCB”

Treść obejmuje zasady projektowania, definicje warstw, szerokości linii, odstępy, podkładki i ustawienia. Ważne jest również sprawdzenie racjonalności układu urządzenia, okablowania sieci zasilania i uziemienia, okablowania i ekranowania szybkich sieci zegarowych oraz odsprzęgania. Rozmieszczenie i podłączenie kondensatorów itp.

7. Sprawy wymagające uwagi przy projektowaniu i wysyłaniu plików Gerber

A. Warstwy, które należy wydrukować, obejmują warstwę okablowania (warstwa dolna), warstwę sitodruku (w tym górny sitodruk, dolny sitodruk), maskę lutowniczą (dolna maska ​​​​lutownicza), warstwę wiertniczą (dolna warstwa) i plik wierceń (NCDrill )
B. Podczas ustawiania warstwy sitodruku nie wybieraj PartType, wybierz warstwę górną (dolną) oraz Kontur, Tekst i Linię warstwy sitodruku. Podczas ustawiania warstwy każdej warstwy wybierz opcję Zarys planszy. Podczas ustawiania warstwy sitodruku nie wybieraj PartType, wybierz Kontur, Tekst, Linię.d górnej warstwy (dolnej warstwy) i warstwę sitodruku. Podczas generowania plików wierceń korzystaj z domyślnych ustawień PowerPCB i nie wprowadzaj żadnych zmian.