Anahtarlamalı güç kaynağının tasarımında PCB kartı uygun şekilde tasarlanmazsa çok fazla elektromanyetik girişim yayacaktır. Kararlı güç kaynağı çalışmasıyla PCB kartı tasarımı artık yedi püf noktasını özetliyor: her adımda dikkat edilmesi gereken konuların analizi yoluyla PCB kartı tasarımı adım adım kolayca yapılabilir!

1. Şematikten PCB'ye tasarım süreci

Bileşen parametrelerini oluşturun -> giriş ilkesi net listesi -> tasarım parametre ayarları -> manuel düzen -> manuel kablolama -> tasarımı doğrulayın -> gözden geçirin -> CAM çıkışı.

2. Parametre ayarı

Bitişik teller arasındaki mesafe elektriksel güvenlik gereksinimlerini karşılayabilmeli ve işletmeyi ve üretimi kolaylaştırmak için mesafe mümkün olduğunca geniş olmalıdır. Minimum aralık en azından tolere edilen gerilime uygun olmalıdır. Kablolama yoğunluğu düşük olduğunda sinyal hatlarının aralığı uygun şekilde artırılabilir. Yüksek ve alçak seviyeler arasındaki boşluğun büyük olduğu sinyal hatları için aralıklar mümkün olduğu kadar kısa tutulmalı ve aralıklar artırılmalıdır. Genel olarak, işleme sırasında pedin kusurlarını önlemek için iz aralığını pedin iç deliğinin kenarından baskılı panonun kenarına kadar 1 mm'den fazla olacak şekilde ayarlayın. Pedlere bağlanan izler ince olduğunda pedlerle izler arasındaki bağlantı damla şeklinde tasarlanmalıdır. Bunun avantajı pedlerin soyulması kolay olmayıp izlerin ve pedlerin bağlantısının da kolay kolay kopmamasıdır.

3. Bileşen düzeni

Uygulama, devre şeması doğru tasarlansa ve baskılı devre kartı doğru tasarlanmasa bile elektronik ekipmanın güvenilirliğini olumsuz yönde etkileyeceğini kanıtlamıştır. Örneğin, baskılı devre kartının iki ince paralel çizgisi birbirine yakınsa, bu durum sinyal dalga biçimi gecikmesine ve iletim hattının sonunda yansıma gürültüsüne neden olur; Güç ve topraklamanın yanlış değerlendirilmesinden kaynaklanan girişimler ürünün performans düşüşlerine neden olacaktır, bu nedenle baskılı devre kartları tasarlanırken doğru yönteme dikkat edilmelidir. Her anahtarlamalı güç kaynağının dört akım döngüsü vardır:

(1) Güç anahtarının AC devresi
(2) Çıkış doğrultucu AC devresi

(3) Giriş sinyali kaynağının mevcut döngüsü
(4) Çıkış yük akımı döngüsü Giriş döngüsü, giriş kapasitörünü yaklaşık bir DC akımıyla şarj eder. Filtre kapasitörü esas olarak geniş bantlı bir enerji depolama görevi görür; benzer şekilde çıkış filtre kapasitörü de çıkış redresöründen gelen yüksek frekanslı enerjiyi depolamak için kullanılır. Aynı zamanda çıkış yük devresinin DC enerjisi de ortadan kalkar. Bu nedenle giriş ve çıkış filtre kondansatörlerinin terminalleri çok önemlidir. Giriş ve çıkış akımı döngüleri sırasıyla filtre kapasitörünün terminallerinden güç kaynağına bağlanmalıdır; giriş/çıkış döngüsü ile güç anahtarı/doğrultucu döngüsü arasındaki bağlantı kondansatöre bağlanamıyorsa Terminal doğrudan bağlanır ve AC enerjisi, giriş veya çıkış filtre kondansatörü tarafından ortama yayılır. Güç anahtarının AC döngüsü ve doğrultucunun AC döngüsü, yüksek genlikli trapezoidal akımlar içerir. Bu akımlar yüksek harmonik bileşenlere sahiptir ve frekansları anahtarın temel frekansından çok daha yüksektir. Tepe genliği, sürekli giriş/çıkış DC akım genliğinin 5 katı kadar yüksek olabilir. Geçiş süresi genellikle yaklaşık 50ns'dir. Bu iki döngü elektromanyetik girişime en yatkın olanlardır, dolayısıyla bu AC döngüleri güç kaynağındaki diğer basılı satırlardan önce yerleştirilmelidir. Her döngünün üç ana bileşeni filtre kapasitörleri, güç anahtarları veya redresörleri ve indüktörlerdir. Veya transformatörler yan yana yerleştirilmeli ve bileşen konumları aralarındaki akım yolunu mümkün olduğu kadar kısa tutacak şekilde ayarlanmalıdır.
Anahtarlamalı güç kaynağı düzeni oluşturmanın en iyi yolu elektrik tasarımına benzer. En iyi tasarım süreci aşağıdaki gibidir:

◆Transformatörü yerleştirin
◆Güç anahtarı akım döngüsünü tasarlayın
◆Çıktı doğrultucu akım döngüsünü tasarlayın
◆AC güç devresine bağlı kontrol devresi
◆Giriş akımı kaynağı döngüsünü ve giriş filtresini tasarlayın Çıkış yük döngüsünü ve çıkış filtresini devrenin fonksiyonel ünitesine göre tasarlayın, devrenin tüm bileşenlerini yerleştirirken aşağıdaki ilkeler karşılanmalıdır:

(1) İlk önce PCB boyutunu düşünün. PCB boyutu çok büyük olduğunda, yazdırılan çizgiler uzun olacak, empedans artacak, gürültü önleme yeteneği azalacak ve maliyet artacaktır; PCB boyutu çok küçükse, ısı dağılımı iyi olmayacak ve bitişik hatlar kolayca bozulacaktır. Devre kartının en iyi şekli dikdörtgendir ve en boy oranı 3:2 veya 4:3'tür. Devre kartının kenarında bulunan bileşenler genellikle devre kartının kenarından daha az değildir

(2) Cihazı yerleştirirken, gelecekte çok yoğun olmayan lehimlemeyi düşünün;
(3) Her işlevsel devrenin çekirdek bileşenini merkez olarak alın ve etrafına yerleştirin. Bileşenler PCB üzerinde eşit, düzgün ve kompakt bir şekilde düzenlenmeli, bileşenler arasındaki kablolar ve bağlantılar en aza indirilmeli ve kısaltılmalı ve dekuplaj kapasitörü cihaza mümkün olduğu kadar yakın olmalıdır.
(4) Yüksek frekanslarda çalışan devreler için bileşenler arasında dağıtılan parametreler dikkate alınmalıdır. Genel olarak devrenin mümkün olduğu kadar paralel düzenlenmesi gerekmektedir. Bu sayede sadece güzel olmakla kalmaz, aynı zamanda kurulumu ve kaynaklanması da kolaydır ve seri üretimi de kolaydır.
(5) Her işlevsel devre ünitesinin konumunu devre akışına göre düzenleyin, böylece düzen sinyal dolaşımı için uygun olur ve sinyal mümkün olduğu kadar aynı yönde tutulur.
(6) Yerleşim düzeninin ilk prensibi, kablolama oranını sağlamak, cihazı taşırken uçan kabloların bağlantısına dikkat etmek ve bağlantı ilişkisine sahip cihazları bir araya getirmektir.
(7) Anahtarlamalı güç kaynağının radyasyon girişimini bastırmak için döngü alanını mümkün olduğu kadar azaltın.

4. kablolama anahtarlama güç kaynağı yüksek frekanslı sinyaller içerir

PCB üzerindeki herhangi bir basılı çizgi anten görevi görebilir. Yazdırılan çizginin uzunluğu ve genişliği empedansını ve endüktansını etkileyerek frekans tepkisini etkileyecektir. DC sinyallerini ileten basılı çizgiler bile bitişikteki basılı çizgilerden gelen radyo frekansı sinyalleriyle eşleşebilir ve devre sorunlarına neden olabilir (ve hatta tekrar girişim sinyalleri yayabilir). Bu nedenle AC akım geçiren tüm baskılı hatların mümkün olduğu kadar kısa ve geniş tasarlanması gerekir, bu da baskılı hatlara ve diğer güç hatlarına bağlı tüm bileşenlerin çok yakın yerleştirilmesi gerektiği anlamına gelir. Yazdırılan satırın uzunluğu, endüktansı ve empedansı ile orantılıdır ve genişliği, yazdırılan satırın endüktansı ve empedansı ile ters orantılıdır. Uzunluk, yazdırılan çizgi yanıtının dalga boyunu yansıtır. Uzunluk ne kadar uzun olursa, basılı satırın elektromanyetik dalgalar gönderip alabileceği frekans o kadar düşük olur ve daha fazla radyo frekansı enerjisi yayabilir. Baskılı devre kartı akımının boyutuna göre, döngü direncini azaltmak için güç hattının genişliğini artırmaya çalışın. Aynı zamanda, güç hattının ve toprak hattının yönünü akımın yönüyle tutarlı hale getirin, bu da gürültü önleme özelliğini artırmaya yardımcı olur. Topraklama, anahtarlamalı güç kaynağının dört akım döngüsünün alt dalıdır. Devre için ortak bir referans noktası olarak çok önemli bir rol oynar. Paraziti kontrol etmek için önemli bir yöntemdir. Bu nedenle yerleşim planında topraklama kablosunun yerleşimine dikkatle dikkat edilmelidir. Çeşitli topraklamaların karıştırılması güç kaynağının dengesiz çalışmasına neden olur.

Topraklama kablosu tasarımında aşağıdaki noktalara dikkat edilmelidir:

A. Tek nokta topraklamayı doğru şekilde seçin. Genel olarak, filtre kapasitörünün ortak ucu, diğer topraklama noktalarının yüksek akımın AC topraklamasına bağlanması için tek bağlantı noktası olmalıdır. Aynı seviye devresinin topraklama noktaları mümkün olduğu kadar yakın olmalı ve bu seviye devresinin güç kaynağı filtre kondansatörü de bu seviyenin topraklama noktasına bağlanmalıdır, esas olarak her devrede toprağa dönen akımın dikkate alınması gerekir. Devrenin bir kısmı değişir ve gerçek akan hattın empedansı, devrenin her bir parçasının toprak potansiyelinin değişmesine neden olur ve girişime neden olur. Bu anahtarlamalı güç kaynağında, kablolarının ve cihazlar arasındaki endüktansın çok az etkisi vardır ve topraklama devresi tarafından oluşturulan dolaşım akımının girişim üzerinde daha büyük bir etkisi vardır, bu nedenle tek nokta topraklama, yani güç anahtarı akım döngüsü kullanılır. (birkaç cihazın topraklama kablolarının tümü topraklama pimine bağlanır, çıkış doğrultucu akım döngüsünün çeşitli bileşenlerinin topraklama kabloları da ilgili filtre kapasitörlerinin topraklama pimlerine bağlanır, böylece güç kaynağı sabittir ve kolay değildir Tek bir nokta mevcut olmadığında, toprağı paylaşın İki diyot veya küçük bir direnç bağlayın, aslında nispeten konsantre bir bakır folyo parçasına bağlanabilir.

B. Topraklama kablosunu mümkün olduğu kadar kalınlaştırın. Topraklama kablosu çok inceyse, akımın değişmesiyle toprak potansiyeli değişecek, bu da elektronik ekipmanın zamanlama sinyal seviyesinin kararsız olmasına neden olacak ve gürültü önleme performansı bozulacaktır. Bu nedenle, her büyük akım toprak terminalinin mümkün olduğu kadar kısa ve geniş basılı çizgiler kullanmasına ve güç ve toprak hatlarının genişliğini mümkün olduğunca genişletmesine dikkat edin. Toprak hattının elektrik hattından daha geniş olması daha iyidir. İlişkileri şu şekildedir: toprak hattı>güç hattı>sinyal hattı. Mümkünse topraklama hattının genişliği 3 mm'den büyük olmalıdır ve geniş alanlı bakır katman da topraklama kablosu olarak kullanılabilir. Baskılı devre kartı üzerindeki kullanılmayan yerleri topraklama kablosu olarak bağlayın. Küresel kablolama yapılırken aşağıdaki ilkelere de uyulmalıdır:

(1) Kablolama yönü: Kaynak yüzeyi açısından bakıldığında bileşenlerin düzeni şematik diyagramla mümkün olduğunca tutarlı olmalıdır. Üretim prosesi sırasında kaynak yüzeyinde genellikle çeşitli parametrelere ihtiyaç duyulduğundan, kablolama yönü devre şemasının kablolama yönü ile tutarlı olmalıdır. Bu nedenle, üretimde denetim, hata ayıklama ve bakım için uygundur (Not: Devre performansının karşılanması ve tüm makine kurulumunun ve panel düzeninin gereksinimlerinin karşılanması öncülünü ifade eder).

(2) Bağlantı şemasını tasarlarken kablolar mümkün olduğunca bükülmemeli, baskılı yayın üzerindeki çizgi genişliği aniden değişmemeli, telin köşesi ≥90 derece olmalı ve çizgiler basit ve sade olmalıdır. temizlemek.

(3) Baskılı devrede çapraz devrelere izin verilmez. Kesişebilecek çizgiler için "delme" ve "sarma" işlemlerini kullanarak bunları çözebilirsiniz. Yani, bir ucun diğer dirençlerin, kapasitörlerin ve triyot pinlerinin altındaki boşluğu "delmesine" veya geçebilecek bir ucun bir ucundan "sarılmasına" izin verin. Devrenin ne kadar karmaşık olduğu özel durumlarda tasarımın basitleştirilmesine de izin verilir. Çapraz devre problemini çözmek için kabloları köprülemek için kullanın. Tek taraflı kart benimsendiğinden, sıralı bileşenler üst yüzeyde, yüzeye monte cihazlar ise alt yüzeyde bulunur. Bu nedenle, hat içi cihazlar yerleşim sırasında yüzeye monte cihazlarla üst üste gelebilir, ancak pedlerin üst üste binmesinden kaçınılmalıdır.

C. Giriş toprağı ve çıkış toprağı Bu anahtarlamalı güç kaynağı, düşük voltajlı bir DC-DC'dir. Çıkış voltajını transformatörün primerine geri iletmek istiyorsanız, her iki taraftaki devrelerin ortak bir referans topraklaması olmalıdır; bu nedenle, her iki taraftaki topraklama kablolarına bakır döşendikten sonra, ortak bir toprak oluşturacak şekilde birbirine bağlanmalıdırlar. .

5. Kontrol edin

Kablolama tasarımı tamamlandıktan sonra, kablolama tasarımının tasarımcı tarafından belirlenen kurallara uyup uymadığının dikkatlice kontrol edilmesi ve aynı zamanda belirlenen kuralların baskılı pano üretiminin gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığının da doğrulanması gerekir. işlem. Genel olarak hattı ve hattı, hat ve bileşen pedini, hattı Açık deliklerden, bileşen pedlerinden ve açık deliklerden, açık deliklerden ve açık deliklerden mesafelerin makul olup olmadığını ve bunların üretim gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığını kontrol edin. Enerji hattı ve toprak hattının genişliğinin uygun olup olmadığı ve PCB'de toprak hattını genişletecek yer olup olmadığı. Not: Bazı hatalar göz ardı edilebilir. Örneğin, bazı konnektörlerin dış hatlarının bir kısmı pano çerçevesinin dışına yerleştirilir ve aralık kontrol edilirken hatalar meydana gelir; ayrıca kablolar ve kanallar her değiştirildiğinde bakırın yeniden kaplanması gerekir.

6. “PCB Kontrol Listesine” göre tekrar kontrol edin

İçerik, tasarım kurallarını, katman tanımlarını, çizgi genişliklerini, aralıkları, pedleri ve geçiş ayarlarını içerir. Cihaz düzeninin rasyonelliğini, güç ve toprak ağlarının kablolamasını, yüksek hızlı saat ağlarının kablolamasını ve ekranlamasını ve kapasitörlerin yerleştirilmesini ve bağlantısını ayırmanın vs. gözden geçirilmesi de önemlidir.

7. Gerber dosyalarının tasarlanması ve çıktısının alınmasında dikkat edilmesi gereken hususlar

A. Çıkarılması gereken katmanlar arasında kablolama katmanı (alt katman), serigraf katmanı (üst serigrafi, alt serigrafi dahil), lehim maskesi (alt lehim maskesi), delme katmanı (alt katman) ve bir sondaj dosyası (NCDrill) bulunur. )
B. Serigraf katmanını ayarlarken PartType'ı seçmeyin, üst katmanı (alt katman) ve serigrafi katmanının Anahat, Metin, Linec'ini seçin. Her katmanın Katmanını ayarlarken Pano Anahattı'nı seçin. Serigraf katmanını ayarlarken PartType Seçmeyin, üst katmanın (alt katman) Anahat, Metin, Çizgi.d'sini ve serigrafi katmanını seçin. Sondaj dosyalarını oluştururken PowerPCB'nin varsayılan ayarlarını kullanın ve herhangi bir değişiklik yapmayın.