Если при проектировании импульсного источника питания печатная плата спроектирована неправильно, она будет излучать слишком много электромагнитных помех. Конструкция печатной платы со стабильной работой источника питания теперь суммирует семь приемов: благодаря анализу вопросов, требующих внимания на каждом этапе, проектирование печатной платы можно легко выполнить шаг за шагом!

1. Процесс проектирования от схемы до печатной платы

Установите параметры компонента -> входной список основных соединений -> настройки параметров конструкции -> компоновка вручную -> подключение вручную -> проверка конструкции -> обзор -> вывод CAM.

2. Настройка параметров

Расстояние между соседними проводами должно соответствовать требованиям электробезопасности, а для облегчения эксплуатации и производства расстояние должно быть как можно большим. Минимальное расстояние должно соответствовать допустимому напряжению. При низкой плотности проводки расстояние между сигнальными линиями можно соответствующим образом увеличить. Для сигнальных линий с большим разрывом между высоким и низким уровнями расстояние должно быть как можно меньшим, а расстояние следует увеличить. Как правило, расстояние между дорожками должно быть больше 1 мм от края внутреннего отверстия площадки до края печатной платы, чтобы избежать дефектов площадки во время обработки. Если дорожки, соединенные с контактными площадками, тонкие, соединение между контактными площадками и дорожками должно иметь каплевидную форму. Преимущество этого в том, что колодки нелегко отклеить, а следы и колодки нелегко отсоединить.

3. Расположение компонентов

Практика показала, что даже если принципиальная схема спроектирована правильно, а печатная плата спроектирована неправильно, это отрицательно скажется на надежности электронного оборудования. Например, если две тонкие параллельные линии печатной платы расположены близко друг к другу, это приведет к задержке формы сигнала и шуму отражения на конце линии передачи; помехи, вызванные неправильным учетом питания и заземления, приведут к снижению производительности продукта, поэтому при проектировании печатных плат следует уделять внимание правильному методу. Каждый импульсный источник питания имеет четыре токовые петли:

(1) Цепь переменного тока выключателя питания
(2) Выходная цепь переменного тока выпрямителя

(3) Токовая петля источника входного сигнала
(4) Выходной контур тока нагрузки Входной контур заряжает входной конденсатор примерно постоянным током. Конденсатор фильтра в основном служит широкополосным накопителем энергии; Аналогичным образом, конденсатор выходного фильтра также используется для хранения высокочастотной энергии выходного выпрямителя. В то же время энергия постоянного тока выходной цепи нагрузки исключается. Поэтому клеммы входных и выходных конденсаторов фильтра очень важны. Входные и выходные токовые петли следует подключать к источнику питания только с клемм конденсатора фильтра соответственно; если соединение между входным/выходным контуром и силовым переключателем/контуром выпрямителя не может быть подключено к конденсатору. Клемма подключается напрямую, и энергия переменного тока будет излучаться в окружающую среду конденсатором входного или выходного фильтра. Контур переменного тока силового ключа и контур переменного тока выпрямителя содержат трапециевидные токи большой амплитуды. Эти токи имеют высокие гармонические составляющие, и их частота намного превышает основную частоту переключателя. Пиковая амплитуда может в 5 раз превышать амплитуду постоянного входного/выходного постоянного тока. Время перехода обычно составляет около 50 нс. Эти два контура наиболее подвержены электромагнитным помехам, поэтому эти контуры переменного тока должны располагаться перед другими печатными линиями источника питания. Тремя основными компонентами каждого контура являются конденсаторы фильтров, силовые ключи или выпрямители и катушки индуктивности. Либо трансформаторы следует разместить рядом друг с другом, а положения компонентов отрегулировать так, чтобы путь тока между ними был как можно короче.
Лучше всего организовать схему импульсного блока питания аналогично его электрическому расчету. Лучший процесс проектирования выглядит следующим образом:

◆Поместите трансформатор
◆Проектирование токового контура переключателя мощности
◆Проектирование токового контура выходного выпрямителя
◆Цепь управления подключена к сети переменного тока.
◆Спроектируйте контур источника входного тока и входной фильтр. Спроектируйте контур выходной нагрузки и выходной фильтр в соответствии с функциональным блоком схемы. При расположении всех компонентов схемы необходимо соблюдать следующие принципы:

(1) Во-первых, обратите внимание на размер печатной платы. Когда размер печатной платы слишком велик, печатные строки будут длинными, импеданс увеличится, противошумовая способность уменьшится, а стоимость увеличится; если размер печатной платы слишком мал, рассеивание тепла будет плохим, и соседние линии будут легко нарушены. Лучшая форма печатной платы — прямоугольная, а соотношение сторон — 3:2 или 4:3. Компоненты, расположенные на краю печатной платы, обычно не меньше края печатной платы.

(2) При размещении устройства учитывайте будущую пайку, не слишком плотную;
(3) Возьмите основной компонент каждой функциональной схемы за центр и расположите вокруг него. Компоненты должны быть расположены на печатной плате равномерно, аккуратно и компактно, минимизировать и укоротить выводы и соединения между компонентами, а развязывающий конденсатор должен быть расположен как можно ближе к устройству.
(4) Для цепей, работающих на высоких частотах, необходимо учитывать распределенные параметры между компонентами. Как правило, цепь должна быть расположена как можно более параллельно. Таким образом, он не только красив, но также прост в установке и сварке, а также прост в массовом производстве.
(5) Расположите положение каждого функционального блока схемы в соответствии с потоком схемы так, чтобы расположение было удобным для распространения сигнала и чтобы сигнал сохранялся в одном и том же направлении, насколько это возможно.
(6) Первый принцип компоновки заключается в обеспечении скорости проводки, обратите внимание на соединение пролетных проводов при перемещении устройства и соедините устройства вместе.
(7) Максимально уменьшите площадь контура, чтобы подавить радиационные помехи импульсного источника питания.

4. проводка импульсного источника питания содержит высокочастотные сигналы

Любая печатная линия на печатной плате может выступать в роли антенны. Длина и ширина печатной линии будут влиять на ее сопротивление и индуктивность, тем самым влияя на частотную характеристику. Даже печатные линии, передающие сигналы постоянного тока, могут соединяться с радиочастотными сигналами соседних печатных линий и вызывать проблемы в схеме (и даже снова излучать сигналы помех). Следовательно, все печатные линии, по которым проходит переменный ток, должны быть максимально короткими и широкими, а это означает, что все компоненты, подключенные к печатным линиям и другим линиям электропередачи, должны быть размещены очень близко. Длина печатной линии пропорциональна ее индуктивности и полному сопротивлению, а ширина обратно пропорциональна индуктивности и полному сопротивлению печатной линии. Длина отражает длину волны отклика печатной линии. Чем больше длина, тем ниже частота, на которой печатная линия может отправлять и принимать электромагнитные волны, и она может излучать больше радиочастотной энергии. В зависимости от величины тока печатной платы попробуйте увеличить ширину линии электропередачи, чтобы уменьшить сопротивление контура. В то же время обеспечьте соответствие направления линии электропередачи и линии заземления направлению тока, что помогает повысить помехоустойчивость. Заземление – это нижняя ветвь четырех токовых петель импульсного источника питания. Он играет очень важную роль в качестве общей опорной точки для схемы. Это важный метод контроля помех. Поэтому при планировке следует тщательно продумать размещение заземляющего провода. Смешение различных заземлений приведет к нестабильной работе источника питания.

При проектировании заземляющего провода следует обратить внимание на следующие моменты:

А. Правильно выбирайте одноточечное заземление. Как правило, общий вывод конденсатора фильтра должен быть единственной точкой подключения других точек заземления к заземлению переменного тока высокого тока. Точки заземления цепи одного уровня должны быть расположены как можно ближе, а конденсатор фильтра источника питания цепи этого уровня также должен быть подключен к точке заземления этого уровня, главным образом учитывая, что ток, возвращающийся на землю в каждом часть цепи изменяется, и импеданс фактической текущей линии вызовет изменение потенциала земли каждой части цепи и создаст помехи. В этом импульсном блоке питания его проводка и индуктивность между устройствами мало влияют, а большее влияние на помехи оказывает контурный ток, образуемый цепью заземления, поэтому используется одноточечное заземление, то есть токовая петля силового ключа. (все заземляющие провода нескольких устройств подключены к заземляющему контакту, заземляющие провода нескольких компонентов токовой петли выходного выпрямителя также подключены к заземляющим контактам соответствующих конденсаторов фильтра, так что источник питания является стабильным и непростым для самовозбуждения. Когда одна точка недоступна, разделите землю. Подключите два диода или небольшой резистор, фактически его можно подключить к относительно концентрированному куску медной фольги.

Б. Утолщение заземляющего провода как можно больше. Если заземляющий провод очень тонкий, потенциал земли будет меняться с изменением тока, что приведет к нестабильности уровня тактового сигнала электронного оборудования и ухудшению противошумовых характеристик. Поэтому убедитесь, что каждая клемма заземления с большим током использует печатные линии как можно короче и шире, а также максимально увеличивает ширину линий питания и заземления. Лучше, чтобы линия заземления была шире, чем линия электропередачи. Их взаимосвязь такова: линия заземления>линия электропередачи>сигнальная линия. Если возможно, линия заземления. Ширина должна быть более 3 мм. В качестве заземляющего провода также можно использовать медный слой большой площади. Неиспользуемые места на печатной плате соедините как заземляющий провод. При выполнении глобальной проводки также необходимо соблюдать следующие принципы:

(1) Направление проводки: с точки зрения сварочной поверхности расположение компонентов должно максимально соответствовать принципиальной схеме. Направление проводки должно соответствовать направлению проводки на принципиальной схеме, поскольку в процессе производства на поверхности сварки обычно требуются различные параметры. Таким образом, это удобно для проверки, отладки и обслуживания на производстве (Примечание: это относится к предпосылке соответствия характеристикам схемы и требованиям всей установки машины и компоновки панели).

(2) При разработке схемы подключения проводка не должна изгибаться как можно сильнее, ширина линии на печатной дуге не должна внезапно меняться, угол провода должен составлять ≥90 градусов, а линии должны быть простыми и прозрачный.

(3) Перекрестные цепи в печатной схеме не допускаются. Для линий, которые могут пересекаться, вы можете использовать «сверление» и «намотку», чтобы решить их. То есть позвольте проводу «просверлить» зазор под другими резисторами, конденсаторами и выводами триода или «намотать» с одного конца провода, который может пересечься. В особых случаях, насколько сложна схема, допускается также упрощение конструкции. Используйте провода для перемычки, чтобы решить проблему перекрестного замыкания. Поскольку используется односторонняя плата, линейные компоненты расположены на верхней поверхности, а устройства для поверхностного монтажа — на нижней поверхности. Таким образом, при компоновке линейные устройства могут перекрываться с устройствами для поверхностного монтажа, однако следует избегать перекрытия площадок.

C. Входное и выходное заземление Этот импульсный источник питания представляет собой низковольтный источник постоянного тока. Если вы хотите вернуть выходное напряжение обратно на первичную обмотку трансформатора, цепи с обеих сторон должны иметь общее опорное заземление, поэтому после прокладки медных проводов заземления с обеих сторон их необходимо соединить вместе, чтобы образовать общее заземление. .

5. Проверьте

После завершения проектирования разводки необходимо тщательно проверить, соответствует ли схема разводки правилам, установленным проектировщиком, и в то же время необходимо также подтвердить, соответствуют ли установленные правила требованиям производства печатных плат. процесс. Обычно проверяйте линию и линию, площадку линии и компонента, линию. Разумны ли расстояния от сквозных отверстий, площадок компонентов и сквозных отверстий, сквозных отверстий и сквозных отверстий, и соответствуют ли они производственным требованиям. Соответствует ли ширина линии электропитания и линии заземления и есть ли место для расширения линии заземления на печатной плате. Примечание. Некоторые ошибки можно игнорировать. Например, часть контура некоторых разъемов вынесена за пределы рамки платы, и при проверке расстояния возникнут ошибки; кроме того, каждый раз при изменении проводки и переходных отверстий медь необходимо заново покрывать.

6. Повторная проверка согласно «Контрольному списку печатных плат».

Содержимое включает в себя правила проектирования, определения слоев, ширину линий, интервалы, площадки и настройки переходных отверстий. Также важно пересмотреть рациональность компоновки устройства, разводку силовых и заземляющих сетей, разводку и экранирование быстродействующих тактовых сетей, развязку, размещение и подключение конденсаторов и т. д.

7. Вопросы, требующие внимания при разработке и выводе файлов Gerber.

а. Слои, которые необходимо вывести, включают слой проводки (нижний слой), слой шелкографии (включая верхнюю шелкографию, нижнюю шелкографию), паяльную маску (нижнюю паяльную маску), слой сверления (нижний слой) и файл сверления (NCDrill). )
б. При настройке слоя шелкографии не выбирайте PartType, выберите верхний слой (нижний слой) и Outline, Text, Linec слоя шелкографии. При настройке слоя каждого слоя выберите «Контур платы». При настройке слоя шелкографии не выбирайте PartType, выберите Outline, Text, Line.d верхнего слоя (нижнего слоя) и слоя шелкографии. При создании файлов сверления используйте настройки PowerPCB по умолчанию и не вносите никаких изменений.