У конструкції імпульсного джерела живлення, якщо друкована плата спроектована неправильно, вона випромінюватиме занадто багато електромагнітних перешкод. Конструкція друкованої плати зі стабільною роботою джерела живлення тепер узагальнює сім прийомів: завдяки аналізу питань, які потребують уваги на кожному кроці, можна легко розробити друковану плату крок за кроком!
1. Процес проектування від схеми до друкованої плати
Встановіть параметри компонента -> список з'єднань принципу введення -> налаштування параметрів проекту -> макет вручну -> проводка вручну -> перевірка конструкції -> огляд -> вихід CAM.
2. Налаштування параметрів
Відстань між сусідніми проводами має відповідати вимогам електробезпеки, а для полегшення експлуатації та виробництва відстань має бути якомога більшою. Мінімальна відстань має відповідати допустимій напрузі. Якщо щільність проводки низька, відстань між сигнальними лініями можна відповідно збільшити. Для сигнальних ліній із великим розривом між високим і низьким рівнями відстань має бути якомога коротшою, а відстань слід збільшити. Як правило, встановіть відстань між слідами більше 1 мм від краю внутрішнього отвору майданчика до краю друкованої плати, щоб уникнути дефектів майданчика під час обробки. Якщо сліди, з’єднані з колодками, тонкі, з’єднання між контактними площадками та слідами має мати форму краплі. Перевагою цього є те, що прокладки нелегко відклеїти, але сліди та прокладки нелегко від'єднати.
3. Компонентне розташування
Практика показала, що навіть якщо електрична схема спроектована правильно, а друкована плата — неправильно, це негативно вплине на надійність електронного обладнання. Наприклад, якщо дві тонкі паралельні лінії друкованої плати знаходяться близько одна до одної, це спричинить затримку форми сигналу та шум відбиття на кінці лінії передачі; перешкоди, викликані неправильним підрахунком живлення та заземлення, призведуть до зниження продуктивності продукту, тому під час проектування друкованих плат слід звернути увагу на правильний метод. Кожен імпульсний блок живлення має чотири контури струму:
(1) Схема змінного струму перемикача живлення
(2) Вихідна схема змінного струму випрямляча
(3) Струмова петля джерела вхідного сигналу
(4) Вихідна петля струму навантаження Вхідна петля заряджає вхідний конденсатор через приблизний постійний струм. Конденсатор фільтра в основному служить широкосмуговим накопичувачем енергії; аналогічно, конденсатор вихідного фільтра також використовується для зберігання високочастотної енергії від вихідного випрямляча. У той же час енергія постійного струму вихідного ланцюга навантаження усувається. Тому клеми вхідних і вихідних конденсаторів фільтра дуже важливі. Вхідний і вихідний контури струму повинні підключатися тільки до джерела живлення від клем конденсатора фільтра відповідно; якщо з’єднання між вхідним/вихідним контуром і перемикачем живлення/контуром випрямляча не можна під’єднати до конденсатора Термінал під’єднано напряму, і енергія змінного струму буде випромінюватися в навколишнє середовище вхідним або вихідним конденсатором фільтра. Петля змінного струму вимикача живлення та петля змінного струму випрямляча містять трапецієподібні струми високої амплітуди. Ці струми мають високі гармонічні компоненти, і їх частота значно перевищує основну частоту перемикача. Пікова амплітуда може в 5 разів перевищувати амплітуду безперервного вхідного/вихідного постійного струму. Час переходу зазвичай становить приблизно 50 нс. Ці дві петлі найбільш схильні до електромагнітних перешкод, тому ці петлі змінного струму повинні бути прокладені перед іншими друкованими лініями в джерелі живлення. Трьома основними компонентами кожного контуру є фільтруючі конденсатори, силові перемикачі або випрямлячі та котушки індуктивності. Або трансформатори слід розмістити поруч один з одним, а положення компонентів слід відрегулювати так, щоб шлях струму між ними був якомога коротшим.
Найкращий спосіб встановлення макета імпульсного джерела живлення подібний до його електричної конструкції. Найкращий процес проектування такий:
◆ Розмістіть трансформатор
◆Спроектуйте контур струму перемикача живлення
◆Конструкція контуру струму вихідного випрямляча
◆Схеми керування підключені до мережі змінного струму
◆ Розробка контуру джерела вхідного струму та вхідного фільтра Проектування контуру вихідного навантаження та вихідного фільтра відповідно до функціонального блоку схеми, при розташуванні всіх компонентів схеми слід дотримуватися наступних принципів:
(1) Спочатку розгляньте розмір друкованої плати. Коли розмір друкованої плати занадто великий, друковані рядки будуть довгими, імпеданс збільшиться, захист від шуму зменшиться, а вартість збільшиться; якщо розмір друкованої плати занадто малий, розсіювання тепла буде поганим, і сусідні лінії будуть легко порушуватися. Найкраща форма друкованої плати — прямокутна, а співвідношення сторін — 3:2 або 4:3. Компоненти, розташовані на краю друкованої плати, як правило, не менше, ніж край друкованої плати
(2) При розміщенні пристрою враховуйте майбутню пайку, не надто щільну;
(3) Візьміть основний компонент кожної функціональної схеми за центр і розмістіть навколо нього. Компоненти повинні бути рівномірно, акуратно і компактно розташовані на друкованій платі, звести до мінімуму і вкоротити проводи і з'єднання між компонентами, а розв'язувальний конденсатор повинен бути якомога ближче до пристрою.
(4) Для схем, що працюють на високих частотах, необхідно враховувати розподілені параметри між компонентами. Як правило, ланцюг повинен бути максимально паралельним. Таким чином, він не тільки красивий, але й простий у встановленні та зварюванні, а також у масовому виробництві.
(5) Встановіть положення кожного функціонального блоку схеми відповідно до потоку схеми, щоб компонування було зручним для циркуляції сигналу, а сигнал зберігався в тому самому напрямку, наскільки це можливо.
(6) Перший принцип компонування полягає в тому, щоб забезпечити швидкість проводки, звернути увагу на з'єднання літаючих проводів під час переміщення пристрою та розмістити пристрої з зв'язком зв'язку разом.
(7) Зменшіть площу петлі, наскільки це можливо, щоб придушити радіаційні перешкоди імпульсного джерела живлення.
4. проводка імпульсного джерела живлення містить високочастотні сигнали
Будь-яка друкована лінія на платі може діяти як антена. Довжина та ширина надрукованої лінії впливатимуть на її імпеданс та індуктивність, тим самим впливаючи на частотну характеристику. Навіть друковані лінії, які пропускають сигнали постійного струму, можуть з'єднуватися з радіочастотними сигналами від сусідніх друкованих ліній і викликати проблеми зі схемою (і навіть знову випромінювати сигнали перешкод). Таким чином, усі друковані лінії, які пропускають змінний струм, повинні бути максимально короткими та широкими, а це означає, що всі компоненти, підключені до друкованих ліній та інших ліній живлення, повинні бути розміщені дуже близько. Довжина друкованої лінії пропорційна її індуктивності та опору, а ширина обернено пропорційна індуктивності та опору друкованої лінії. Довжина відображає довжину хвилі відгуку надрукованої лінії. Чим більша довжина, тим нижча частота, з якою надрукований рядок може надсилати та приймати електромагнітні хвилі, і вона може випромінювати більше радіочастотної енергії. Відповідно до величини струму друкованої плати спробуйте збільшити ширину лінії живлення, щоб зменшити опір петлі. У той же час, зробіть напрямок лінії живлення та лінії заземлення узгодженим з напрямком струму, що допомагає підвищити шумозаглушувальну здатність. Заземлення - це нижня гілка чотирьох контурів струму імпульсного джерела живлення. Він відіграє дуже важливу роль як загальна точка відліку для схеми. Це важливий метод контролю перешкод. Тому розташування заземлюючого дроту слід ретельно продумати в схемі. Змішування різних заземлень призведе до нестабільної роботи джерела живлення.
При проектуванні проводу заземлення слід звернути увагу на наступні моменти:
А. Правильно вибрати одноточкове заземлення. Як правило, загальний кінець конденсатора фільтра має бути єдиною точкою підключення інших точок заземлення до заземлення змінного струму високого струму. Точки заземлення ланцюга одного рівня повинні бути якомога ближче, і конденсатор фільтра джерела живлення цього ланцюга рівня також має бути підключений до точки заземлення цього рівня, головним чином враховуючи, що струм, що повертається на землю в кожному частина ланцюга змінюється, і імпеданс поточної лінії спричинить зміну потенціалу землі кожної частини ланцюга та створить перешкоди. У цьому імпульсному джерелі живлення його проводка та індуктивність між пристроями мають невеликий вплив, а циркулюючий струм, утворений контуром заземлення, має більший вплив на перешкоди, тому використовується одноточкове заземлення, тобто струмова петля вимикача живлення. (дроти заземлення кількох пристроїв підключено до контакту заземлення, дроти заземлення кількох компонентів контуру струму вихідного випрямляча також підключені до контактів заземлення відповідних конденсаторів фільтра, щоб джерело живлення було стабільним і непростим для самозбудження. Якщо єдина точка недоступна, спільне заземлення Підключіть два діоди або невеликий резистор, фактично, його можна підключити до відносно концентрованого шматка мідної фольги.
B. Максимально потовщіть дріт заземлення. Якщо дріт заземлення дуже тонкий, потенціал землі змінюватиметься зі зміною струму, що призведе до нестабільності рівня сигналу синхронізації електронного обладнання та погіршення шумозаглушення. Тому переконайтеся, що кожна клема заземлення великого струму Використовуйте друковані лінії якомога коротше та якомога ширше, а також максимально розширте ширину ліній живлення та заземлення. Краще, щоб лінія землі була ширшою за лінію електропередачі. Їх зв'язок такий: лінія заземлення>лінія електропередачі>сигнальна лінія. Якщо можливо, ширина лінії заземлення має бути більше 3 мм, а мідний шар великої площі також можна використовувати як дріт заземлення. Підключіть невикористані місця на друкованій платі як провід заземлення. При виконанні глобальної розводки необхідно також дотримуватися наступних принципів:
(1) Напрямок електропроводки: з точки зору зварювальної поверхні розташування компонентів має максимально відповідати принциповій схемі. Напрямок проводки повинен узгоджуватися з напрямком проводки на електричній схемі, оскільки під час виробничого процесу на поверхні зварювання зазвичай потрібні різні параметри. Таким чином, це зручно для перевірки, налагодження та технічного обслуговування на виробництві (Примітка: це відноситься до передумови виконання схеми та вимог до всієї установки машини та компонування панелі).
(2) Під час проектування схеми підключення проводка не повинна згинатися якомога більше, ширина лінії на друкованій дузі не повинна змінюватися раптово, кут дроту має бути ≥90 градусів, а лінії мають бути простими та ясно.
(3) Перехресні схеми не допускаються в друкованій схемі. Для ліній, які можуть перетинатися, ви можете використовувати «свердління» та «намотування», щоб вирішити їх. Тобто дозвольте проводу «просвердлити» щілину під іншими резисторами, конденсаторами та контактами тріода або «намотати» з одного кінця проводу, який може перетинатися. За особливих обставин, наскільки складною є схема, також допускається спрощення конструкції. Використовуйте дроти для мосту, щоб вирішити проблему перехресного замикання. Оскільки використовується одностороння плата, вбудовані компоненти розташовані на верхній поверхні, а пристрої для поверхневого монтажу розташовані на нижній поверхні. Таким чином, вбудовані пристрої можуть перекриватися з пристроями для поверхневого монтажу під час компонування, але слід уникати перекриття колодок.
C. Заземлення входу та заземлення виходу Це імпульсне джерело живлення є низьковольтним DC-DC. Якщо ви хочете повернути вихідну напругу до первинної обмотки трансформатора, схеми з обох сторін повинні мати спільне заземлення, тому після прокладки міді на заземлюючих проводах з обох боків їх потрібно з’єднати разом, щоб утворити спільне заземлення. .
5. Перевірте
Після завершення проекту електропроводки необхідно ретельно перевірити, чи проект електропроводки відповідає правилам, встановленим проектувальником, і в той же час необхідно підтвердити, чи відповідають встановлені правила вимогам виробництва друкованих плат. процес. Загалом перевірте лінію та лінію, лінію та колодку компонентів, лінію. Чи є відстані від наскрізних отворів, колодок компонентів та наскрізних отворів, наскрізних отворів та наскрізних отворів прийнятними та чи відповідають вони виробничим вимогам. Чи підходить ширина лінії живлення та лінії заземлення, і чи є місце для розширення лінії заземлення в друкованій платі. Примітка. Деякі помилки можна проігнорувати. Наприклад, частина контуру деяких роз’ємів розміщена за межами рамки плати, і під час перевірки відстані виникнуть помилки; крім того, щоразу, коли проводка та перехідні отвори змінюються, на мідь потрібно наносити повторно покриття.
6. Повторно перевірте відповідно до «Контрольного списку друкованих плат»
Вміст включає правила проектування, визначення шарів, ширину ліній, інтервали, прокладки та налаштування переходів. Також важливо переглянути раціональність компонування пристроїв, розводку силових і заземлюючих мереж, розводку і екранування високошвидкісних тактових мереж, розв'язку, розміщення і підключення конденсаторів і т.д.
7. питання, які потребують уваги при розробці та виведенні файлів Gerber
a. Шари, які потрібно вивести, включають шар проводки (нижній шар), шар шовкографії (включаючи верхній шовкографію, нижній шовкографію), паяльну маску (нижню паяльну маску), шар свердління (нижній шар) і файл для свердління (NCDrill )
b. Під час налаштування шару шовкографії не вибирайте PartType, виберіть верхній шар (нижній шар) і контур, текст, лінію шовкографії. Під час встановлення шару кожного шару виберіть «Контур дошки». Під час налаштування шару шовкографії не вибирайте PartType, виберіть Outline, Text, Line.d верхнього шару (нижнього шару) і шару шовкографії. Під час створення файлів свердління використовуйте параметри PowerPCB за замовчуванням і не вносьте жодних змін.