Pri návrhu spínaného zdroja, ak doska plošných spojov nie je správne navrhnutá, bude vyžarovať príliš veľa elektromagnetického rušenia. Návrh dosky plošných spojov so stabilným napájaním teraz zhŕňa sedem trikov: návrh dosky plošných spojov možno jednoducho vykonať krok za krokom pomocou analýzy záležitostí, ktorým je potrebné venovať pozornosť v každom kroku!

1. Proces návrhu od schémy po DPS

Stanovte parametre komponentov -> netlist princípu vstupu -> nastavenie parametrov návrhu -> manuálne usporiadanie -> manuálne zapojenie -> overenie návrhu -> kontrola -> CAM výstup.

2. Nastavenie parametrov

Vzdialenosť medzi susednými vodičmi musí spĺňať požiadavky na elektrickú bezpečnosť a na uľahčenie prevádzky a výroby by mala byť vzdialenosť čo najväčšia. Minimálny odstup musí byť aspoň vhodný pre tolerované napätie. Keď je hustota vodičov nízka, rozstup signálnych vedení sa môže primerane zväčšiť. Pre signálne vedenia s veľkou medzerou medzi vysokou a nízkou úrovňou by mal byť rozostup čo najkratší a rozostup by sa mal zväčšiť. Vo všeobecnosti nastavte vzdialenosť medzi stopami tak, aby bola väčšia ako 1 mm od okraja vnútorného otvoru podložky k okraju dosky s plošnými spojmi, aby sa predišlo chybám podložky počas spracovania. Keď sú stopy spojené s podložkami tenké, spojenie medzi podložkami a stopami by malo byť navrhnuté do tvaru kvapky. Výhodou toho je, že podložky sa nedajú ľahko odlepiť, ale stopy a podložky sa nedajú ľahko odpojiť.

3. Rozloženie komponentov

Prax ukázala, že aj keď je schéma zapojenia navrhnutá správne a doska plošných spojov nie je navrhnutá správne, bude to mať nepriaznivý vplyv na spoľahlivosť elektronických zariadení. Napríklad, ak sú dve tenké paralelné čiary dosky s plošnými spojmi blízko seba, spôsobí to oneskorenie tvaru vlny signálu a odrazový šum na konci prenosovej linky; rušenie spôsobené nesprávnym zohľadnením napájania a uzemnenia spôsobí pokles výkonu produktu, preto pri navrhovaní dosiek plošných spojov je potrebné venovať pozornosť správnej metóde. Každý spínaný zdroj má štyri prúdové slučky:

(1) Obvod striedavého prúdu vypínača
(2) Výstupný obvod striedavého prúdu usmerňovača

(3) Prúdová slučka zdroja vstupného signálu
(4) Prúdová slučka výstupnej záťaže Vstupná slučka nabíja vstupný kondenzátor približným jednosmerným prúdom. Filtračný kondenzátor slúži hlavne ako širokopásmový zásobník energie; podobne sa výstupný filtračný kondenzátor používa aj na ukladanie vysokofrekvenčnej energie z výstupného usmerňovača. Súčasne je eliminovaná jednosmerná energia výstupného zaťažovacieho obvodu. Preto sú svorky vstupných a výstupných filtračných kondenzátorov veľmi dôležité. Vstupné a výstupné prúdové slučky by mali byť pripojené k napájaniu iba zo svoriek filtračného kondenzátora; ak sa spojenie medzi vstupnou/výstupnou slučkou a slučkou vypínača/usmerňovača nedá pripojiť ku kondenzátoru Svorka je priamo pripojená a striedavá energia bude vyžarovaná do okolia vstupným alebo výstupným filtračným kondenzátorom. Slučka striedavého prúdu vypínača a slučka striedavého prúdu usmerňovača obsahujú lichobežníkové prúdy s vysokou amplitúdou. Tieto prúdy majú vysoké harmonické zložky a ich frekvencia je oveľa väčšia ako základná frekvencia spínača. Špičková amplitúda môže byť až 5-násobok amplitúdy kontinuálneho vstupného/výstupného jednosmerného prúdu. Prechodový čas je zvyčajne okolo 50 ns. Tieto dve slučky sú najviac náchylné na elektromagnetické rušenie, takže tieto AC slučky musia byť umiestnené pred ostatnými vytlačenými čiarami v napájacom zdroji. Tri hlavné komponenty každej slučky sú filtračné kondenzátory, výkonové spínače alebo usmerňovače a tlmivky. Alebo by mali byť transformátory umiestnené vedľa seba a pozície komponentov by mali byť upravené tak, aby bola prúdová cesta medzi nimi čo najkratšia.
Najlepší spôsob, ako vytvoriť rozloženie spínaného zdroja napájania, je podobný jeho elektrickému dizajnu. Najlepší proces navrhovania je nasledujúci:

◆Umiestnite transformátor
◆ Navrhnite prúdovú slučku vypínača
◆Navrhnite prúdovú slučku výstupného usmerňovača
◆ Riadiaci obvod pripojený k obvodu striedavého prúdu
◆ Navrhnite slučku zdroja vstupného prúdu a vstupný filter Navrhnite slučku výstupného zaťaženia a výstupný filter podľa funkčnej jednotky obvodu, pri usporiadaní všetkých komponentov obvodu by mali byť dodržané nasledujúce zásady:

(1) Najprv zvážte veľkosť PCB. Keď je veľkosť PCB príliš veľká, vytlačené čiary budú dlhé, impedancia sa zvýši, protihluková schopnosť sa zníži a náklady sa zvýšia; ak je veľkosť PCB príliš malá, odvod tepla nebude dobrý a priľahlé vedenia budú ľahko narušené. Najlepší tvar dosky plošných spojov je obdĺžnikový a pomer strán je 3:2 alebo 4:3. Komponenty umiestnené na okraji dosky plošných spojov nie sú vo všeobecnosti menšie ako hrana dosky plošných spojov

(2) Pri umiestňovaní zariadenia zvážte budúce spájkovanie, nie príliš husté;
(3) Vezmite jadro každého funkčného obvodu ako stred a rozložte ho okolo neho. Komponenty by mali byť rovnomerne, úhľadne a kompaktne usporiadané na doske plošných spojov, minimalizovať a skracovať vodiče a spojenia medzi komponentmi a oddeľovací kondenzátor by mal byť čo najbližšie k zariadeniu.
(4) Pre obvody pracujúce pri vysokých frekvenciách sa musia brať do úvahy rozdelené parametre medzi komponentmi. Vo všeobecnosti by mal byť obvod usporiadaný čo najviac paralelne. Týmto spôsobom je nielen krásny, ale aj ľahko sa inštaluje a zvára a ľahko sa vyrába vo veľkom.
(5) Usporiadajte polohu každej jednotky funkčného obvodu podľa toku obvodu tak, aby bolo usporiadanie vhodné na cirkuláciu signálu a aby sa signál udržiaval v rovnakom smere, ako je to možné.
(6) Prvým princípom usporiadania je zabezpečiť rýchlosť zapojenia, venovať pozornosť pripojeniu lietajúcich káblov pri pohybe zariadenia a zostaviť zariadenia s prepojovacím vzťahom.
(7) Čo najviac zmenšiť oblasť slučky, aby sa potlačilo rušenie vyžarovaním spínaného zdroja.

4. spínaný zdroj obsahuje vysokofrekvenčné signály

Akýkoľvek vytlačený riadok na doske plošných spojov môže fungovať ako anténa. Dĺžka a šírka tlačenej čiary ovplyvní jej impedanciu a indukčnosť, čím ovplyvní frekvenčnú odozvu. Dokonca aj tlačené linky, ktoré prechádzajú jednosmerným prúdom, sa môžu spojiť s vysokofrekvenčnými signálmi zo susedných tlačených liniek a spôsobiť problémy s obvodmi (a dokonca opäť vyžarovať rušivé signály). Preto by všetky tlačené vedenia, ktoré prechádzajú striedavým prúdom, mali byť navrhnuté tak, aby boli čo najkratšie a najširšie, čo znamená, že všetky komponenty pripojené k tlačeným vedeniam a iným elektrickým vedeniam musia byť umiestnené veľmi blízko. Dĺžka tlačenej čiary je úmerná jej indukčnosti a impedancii a šírka je nepriamo úmerná indukčnosti a impedancii tlačenej čiary. Dĺžka odráža vlnovú dĺžku odozvy tlačenej čiary. Čím väčšia je dĺžka, tým nižšia je frekvencia, pri ktorej môže tlačená čiara vysielať a prijímať elektromagnetické vlny a môže vyžarovať viac rádiofrekvenčnej energie. Podľa veľkosti prúdu dosky plošných spojov skúste zväčšiť šírku elektrického vedenia, aby ste znížili odpor slučky. Zároveň zosúlaďte smer elektrického vedenia a uzemňovacieho vedenia so smerom prúdu, čo pomáha zvýšiť protihlukovú schopnosť. Uzemnenie je spodná vetva štyroch prúdových slučiek spínaného zdroja. Hrá veľmi dôležitú úlohu ako spoločný referenčný bod pre obvod. Je to dôležitá metóda kontroly rušenia. Umiestnenie uzemňovacieho vodiča preto treba pri dispozičnom riešení dôkladne zvážiť. Miešanie rôznych uzemnení spôsobí nestabilnú prevádzku napájania.

Pri návrhu uzemňovacieho vodiča je potrebné venovať pozornosť nasledujúcim bodom:

A. Správne zvoľte jednobodové uzemnenie. Vo všeobecnosti by spoločný koniec filtračného kondenzátora mal byť jediným spojovacím bodom pre ostatné uzemňovacie body, ktoré sa majú spojiť so zemou striedavého prúdu s vysokým prúdom. Uzemňovacie body rovnakého úrovňového obvodu by mali byť čo najbližšie a kondenzátor napájacieho filtra tohto úrovňového obvodu by mal byť tiež pripojený k uzemňovaciemu bodu tejto úrovne, hlavne vzhľadom na to, že prúd vracajúci sa do zeme v každom časť obvodu sa zmení a impedancia aktuálneho prúdiaceho vedenia spôsobí zmenu zemného potenciálu každej časti obvodu a zavedie rušenie. V tomto spínanom zdroji má jeho zapojenie a indukčnosť medzi zariadeniami malý vplyv a cirkulujúci prúd vytvorený uzemňovacím obvodom má väčší vplyv na rušenie, takže sa používa jednobodové uzemnenie, to znamená prúdová slučka vypínača. (uzemňovacie vodiče niekoľkých zariadení sú všetky pripojené k uzemňovaciemu kolíku, uzemňovacie vodiče niekoľkých komponentov prúdovej slučky výstupného usmerňovača sú tiež pripojené k uzemňovacím kolíkom zodpovedajúcich filtračných kondenzátorov, takže napájanie je stabilné a nie je jednoduché na samobudenie Keď nie je k dispozícii jeden bod, zdieľajte zem Pripojte dve diódy alebo malý odpor, v skutočnosti sa dá pripojiť k relatívne koncentrovanému kusu medenej fólie.

B. Maximálne zahustite uzemňovací vodič. Ak je uzemňovací vodič veľmi tenký, zemný potenciál sa zmení so zmenou prúdu, čo spôsobí, že úroveň časovacieho signálu elektronického zariadenia bude nestabilná a protihlukový výkon sa zhorší. Preto sa uistite, že každá veľká prúdová uzemňovacia svorka Používa tlačené vedenia čo najkratšie a najširšie a šírku napájacieho a uzemňovacieho vedenia čo najviac rozšírte. Je lepšie, ak je zemné vedenie širšie ako elektrické vedenie. Ich vzťah je: zemné vedenie>elektrické vedenie>signálne vedenie. Ak je to možné, uzemňovacie vedenie Šírka by mala byť väčšia ako 3 mm a ako uzemňovací vodič možno použiť aj veľkoplošnú medenú vrstvu. Nepoužité miesta na doske plošných spojov pripojte ako uzemňovací vodič. Pri vykonávaní globálnej elektroinštalácie je potrebné dodržiavať aj nasledujúce zásady:

(1) Smer zapojenia: Z pohľadu zváracieho povrchu by usporiadanie komponentov malo byť čo najviac v súlade so schematickým diagramom. Smer zapojenia by mal byť v súlade so smerom zapojenia schémy zapojenia, pretože počas výrobného procesu sú na zváracom povrchu zvyčajne potrebné rôzne parametre. Preto je vhodný na kontrolu, ladenie a údržbu vo výrobe (Poznámka: Vzťahuje sa na predpoklad splnenia výkonu obvodu a požiadaviek na inštaláciu celého stroja a rozloženie panelov).

(2) Pri navrhovaní schémy zapojenia by sa zapojenie nemalo čo najviac ohýbať, šírka čiary na tlačenom oblúku by sa nemala náhle meniť, roh vodiča by mal byť ≥90 stupňov a čiary by mali byť jednoduché a jasné.

(3) Krížové obvody nie sú v tlačenom spoji povolené. Pre čiary, ktoré sa môžu krížiť, môžete použiť „vŕtanie“ a „navíjanie“ na ich vyriešenie. To znamená, že nechajte vodič „vŕtať“ cez medzeru pod inými odpormi, kondenzátormi a kolíkmi triódy alebo „navinúť“ z jedného konca vodiča, ktorý sa môže krížiť. Za zvláštnych okolností, ako zložitý je obvod, je tiež dovolené zjednodušiť dizajn. Použite drôty na premostenie na vyriešenie problému krížového obvodu. Pretože je použitá jednostranná doska, in-line komponenty sú umiestnené na hornom povrchu a zariadenia na povrchovú montáž sú umiestnené na spodnom povrchu. Preto sa in-line zariadenia môžu počas rozloženia prekrývať so zariadeniami na povrchovú montáž, ale prekrývaniu podložiek by sa malo zabrániť.

C. Vstupné uzemnenie a výstupné uzemnenie Tento spínaný zdroj je nízkonapäťový DC-DC. Ak chcete spätnú väzbu výstupného napätia späť na primárny transformátor transformátora, obvody na oboch stranách by mali mať spoločnú referenčnú zem, takže po položení medi na uzemňovacie vodiče na oboch stranách musia byť navzájom spojené, aby vytvorili spoločnú zem. .

5. Skontrolujte

Po dokončení návrhu elektroinštalácie je potrebné dôkladne skontrolovať, či návrh elektroinštalácie zodpovedá pravidlám stanoveným projektantom a zároveň je potrebné potvrdiť, či stanovené pravidlá zodpovedajú požiadavkám výroby plošných spojov. proces. Vo všeobecnosti skontrolujte čiaru a čiaru, podložku čiar a komponentov, čiaru Či sú vzdialenosti od priechodných otvorov, podložiek komponentov a priechodných otvorov, priechodných otvorov a priechodných otvorov primerané a či spĺňajú výrobné požiadavky. Či je vhodná šírka elektrického vedenia a zemného vedenia a či je miesto na rozšírenie zemného vedenia v DPS. Poznámka: Niektoré chyby je možné ignorovať. Napríklad časť obrysu niektorých konektorov je umiestnená mimo rámu dosky a pri kontrole rozstupov sa vyskytnú chyby; okrem toho, pri každej úprave vedenia a prestupov musí byť meď znovu natretá.

6. Znova skontrolujte podľa “Kontrolného zoznamu PCB”

Obsah zahŕňa pravidlá návrhu, definície vrstiev, šírky čiar, medzery, podložky a nastavenia cez. Je tiež dôležité prehodnotiť racionálnosť rozloženia zariadenia, zapojenie silových a pozemných sietí, zapojenie a tienenie vysokorýchlostných hodinových sietí a oddelenie Umiestnenie a pripojenie kondenzátorov atď.

7. záležitosti, ktorým treba venovať pozornosť pri navrhovaní a výstupe súborov Gerber

a. Vrstvy, ktoré je potrebné vytlačiť, zahŕňajú vrstvu vodičov (spodná vrstva), sieťotlačovú vrstvu (vrátane vrchnej sieťotlače, spodnej sieťotlače), spájkovaciu masku (spodná spájkovacia maska), vŕtaciu vrstvu (spodná vrstva) a vŕtací súbor (NCDrill )
b. Pri nastavovaní vrstvy sieťotlače nevyberajte PartType, vyberte vrchnú vrstvu (spodnú vrstvu) a obrys, text, čiaru vrstvy sieťotlače. Pri nastavovaní vrstvy každej vrstvy vyberte Obrys dosky. Pri nastavovaní vrstvy sieťotlače nevyberajte PartType, vyberte Outline, Text, Line.d hornej vrstvy (spodnej vrstvy) a vrstvy sieťotlače. Pri generovaní vŕtacích súborov použite predvolené nastavenia PowerPCB a nevykonávajte žiadne zmeny.