Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
Elektronisches Design
Designspezifikation für Leiterplatte des Schaltnetzteils
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Designspezifikation für Leiterplatte des Schaltnetzteils

Designspezifikation für Leiterplatte des Schaltnetzteils

2022-01-27
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Author:pcb

1. Entwurfsfluss von schematischem Diagramm zu PCB

Festlegen von Komponentenparametern für das Eingangsprinzip Netzliste für die Entwurfsparameter-Einstellung für die Entwurfsparameter-Einstellung für das manuelle Layout für die Verkabelung für die manuelle Verkabelung


2. Parametereinstellung: Der Abstand zwischen benachbarten Leitern muss die elektrischen Sicherheitsanforderungen erfüllen, und der Abstand sollte so weit wie möglich sein, um Betrieb und Produktion zu erleichtern. Der Mindestabstand muss mindestens für die Widerstandsspannung geeignet sein. Wenn die Verdrahtungsdichte niedrig ist, kann der Abstand von Signalleitungen angemessen erhöht werden, um die Hochspannung zu erfüllen. Die Signalleitungen mit großer niedriger Differenz müssen so kurz wie möglich sein und der Abstand muss erhöht werden. Im Allgemeinen ist der Routing-Abstand auf 8mil einzustellen. Der Abstand von der Kante des inneren Lochs des Pads zur Kante der Leiterplatte sollte größer als 1mm sein, was den Fehler des Pads während der Verarbeitung vermeiden kann. Wenn die mit dem Pad verbundene Verkabelung dünn ist, sollte die Verbindung zwischen dem Pad und der Verkabelung in eine Wassertropfenform ausgelegt werden. Dies hat den Vorteil, dass das Pad nicht einfach zu schälen ist, aber die Verkabelung und das Pad nicht einfach zu trennen sind.


3. Die Praxis des KomponentenLayouts hat bewiesen, dass selbst wenn das Schaltplan-Design korrekt ist und das Leiterplattendesign falsch ist, dies einen nachteiligen Einfluss auf die Zuverlässigkeit elektronischer Geräte hat. Wenn beispielsweise zwei dünne parallele Linien der Leiterplatte nahe beieinander liegen, wird die Verzögerung der Signalwellenform gebildet und das reflektierte Rauschen wird am Ende der Übertragungsleitung gebildet; Aufgrund der Stromversorgung Die Störungen, die durch die gedankenlose Berücksichtigung des Erdungskabels verursacht werden, beeinträchtigen die Leistung des Produkts. Daher sollten wir bei der Gestaltung der Leiterplatte auf die richtige Methode achten.

Schaltnetzteil

Jedes Schaltnetzteil verfügt über vier Stromkreise:

(1). Netzschalter Wechselstromkreis

(2). Wechselstromkreis des Ausgangsgleichrichters

(3). Stromschleife der Eingangssignalquelle

(4). Ausgangslaststromkreis

Die Eingangsschaltung lädt den Eingangskondensator über einen ungefähren Gleichstrom auf, und der Filterkondensator spielt hauptsächlich eine Rolle der Breitbandenergiespeicherung; In ähnlicher Weise wird der Ausgangsfilterkondensator auch verwendet, um die Hochfrequenzenergie aus dem Ausgangsgleichrichter zu speichern und die Gleichspannungsenergie des Ausgangslastkreises zu eliminieren. Daher sind die Anschlüsse von Ein- und Ausgangsfilterkondensatoren sehr wichtig. Die Eingangs- und Ausgangsstromkreise sollten nur von den Anschlüssen der Filterkondensatoren an die Stromversorgung angeschlossen werden; Wenn die Verbindung zwischen der Eingangsspannungsausgangschaltung und der Leistungsschalter-Gleichrichterschaltung nicht direkt mit der Klemme des Kondensators verbunden werden kann, wird die Wechselstrom-Energie durch den Eingangs- oder Ausgangsfilterkondensator in die Umgebung abgestrahlt. Der Wechselstromkreis des Netzschalters und der Wechselstromkreis des Gleichrichters enthalten trapezförmige Ströme mit hoher Amplitude. Die harmonischen Komponenten in diesen Strömen sind sehr hoch, und ihre Frequenz ist viel höher als die Grundfrequenz des Schalters. Die Spitzenamplitude kann bis zum 5-fachen der Amplitude des kontinuierlichen Eingangsausgangsgleichstroms hoch sein, und die Übergangszeit beträgt normalerweise etwa 50ns. Diese beiden Schaltkreise sind am anfälligsten für elektromagnetische Störungen, so dass diese Wechselstromkreise vor anderen gedruckten Drähten in der Stromversorgung verlegt werden müssen. Die Filterkondensatoren der drei Hauptkomponenten jeder Schaltung Leistungsschalter oder Gleichrichter Induktoren oder Transformatoren müssen nebeneinander angeordnet werden, und die Position der Elemente muss so eingestellt werden, dass der Stromweg zwischen ihnen so kurz wie möglich ist.

Der beste Weg, das Layout der Schaltnetzteile festzulegen, ähnelt seinem elektrischen Design. Der beste Designprozess ist wie folgt:

*Transformator platzieren

*Schaltstromschaltung der Stromversorgung entwerfen

*Entwurfsausgang Gleichrichter Stromschleife

*Steuerkreis angeschlossen an Wechselstromkreis

*Entwerfen Sie den Eingangsstromquellenkreis und den Eingangsfilter


Bei der Auslegung des Ausgangslastkreises und des Ausgangsfilters muss die Anordnung aller Komponenten des Stromkreises entsprechend der Funktionseinheit des Stromkreises den folgenden Grundsätzen entsprechen:

1) Betrachten Sie zuerst die Größe der Leiterplatte. Wenn die Größe der Leiterplatte zu groß ist, ist die gedruckte Linie lang, die Impedanz steigt, die Rauschfestigkeit nimmt ab und die Kosten steigen auch; Wenn es zu klein ist, ist die Wärmeableitung schlecht, und die benachbarten Leitungen sind leicht zu stören. Die beste Form der Leiterplatte ist rechteckig, mit einem Seitenverhältnis von 3:2 oder 4:3. Die am Rand der Leiterplatte befindlichen Komponenten sind im Allgemeinen nicht weniger als 2mm vom Rand der Leiterplatte entfernt.

2) Wenn Sie Geräte platzieren, betrachten Sie zukünftiges Schweißen und seien Sie nicht zu dicht

3) Nehmen Sie die Kernkomponenten jeder Funktionsschaltung als Zentrum und Layout um sie herum. Es muss kompakt auf der Leiterplatte angeordnet sein, um die Leitungen und Verbindungen zwischen den Komponenten zu minimieren und zu verkürzen, und die Entkopplungskapazität muss so weit wie möglich nahe am VCC der Komponente sein

4) Für die Schaltung, die mit hoher Frequenz arbeitet, sollten die Verteilungsparameter zwischen Komponenten berücksichtigt werden. Bei allgemeinen Schaltungen sind die Bauteile so weit wie möglich parallel anzuordnen. Auf diese Weise ist es nicht nur schön, sondern auch einfach zu montieren und zu schweißen und einfach in der Massenproduktion.

5) Ordnen Sie die Position jeder funktionalen Schaltungseinheit entsprechend dem Schaltungsfluss an, machen Sie das Layout bequem für den Signalfluss und halten Sie das Signal so weit wie möglich in der gleichen Richtung.

6) Das Primärprinzip des Layouts ist, die Routingrate der Verdrahtung sicherzustellen. Achten Sie beim Bewegen von Geräten auf die Verbindung von fliegenden Drähten und setzen Sie die Geräte mit Verbindungsbeziehung zusammen.

7) Reduzieren Sie den Schleifenbereich so weit wie möglich, um die Strahlungsstörung der Schaltnetzteil zu unterdrücken

Schaltnetzteil

4. Das Schaltnetzteil der Verdrahtung enthält Hochfrequenzsignale. Jede gedruckte Linie auf der Leiterplatte kann als Antenne fungieren. Länge und Breite der gedruckten Linie beeinflussen ihre Impedanz und induktiven Reaktanz und beeinflussen so den Frequenzgang. Selbst gedruckte Leitungen, die durch Gleichstromsignale laufen, werden mit HF-Signalen benachbarter gedruckter Leitungen gekoppelt und verursachen Schaltungsprobleme (oder senden sogar wieder Störsignale aus). Daher sollten alle gedruckten Leitungen, die durch Wechselstrom laufen, so kurz und breit wie möglich ausgelegt sein, d.h. alle Komponenten, die mit gedruckten Leitungen und anderen Stromleitungen verbunden sind, nah beieinander platziert werden. Die Länge der gedruckten Linie ist direkt proportional zu ihrer Induktivität und Impedanz, während die Breite umgekehrt proportional zu ihrer Induktivität und Impedanz ist. Die Länge spiegelt die Wellenlänge der gedruckten Linienantwort wider. Je länger die Länge, desto niedriger ist die Frequenz, die die gedruckte Linie elektromagnetische Wellen senden und empfangen kann, und sie kann mehr HF-Energie ausstrahlen. Versuchen Sie entsprechend dem Strom der Leiterplatte, die Breite der Stromleitung zu erhöhen und den Schleifenwiderstand zu verringern. Gleichzeitig schalten Sie das Netzkabel aus Die Richtung des Erdungskabels stimmt mit der Richtung des Stroms überein, was zur Verbesserung der Rauschfestigkeit beiträgt. Erdung ist der untere Zweig der vier Stromkreise der Schaltnetzteile. Als gemeinsamer Bezugspunkt der Schaltung spielt sie eine sehr wichtige Rolle. Es ist eine wichtige Methode zur Kontrolle von Störungen. Daher sollte die Platzierung von Erdungsdrähten im Layout sorgfältig berücksichtigt werden. Das Mischen verschiedener Erdungskabel verursacht Instabilität der Stromversorgung.


5. Achten Sie auf die folgenden Punkte im Entwurf des Erdungsdrahts

1). Ein Punkt Erdung korrekt auswählen. Im Allgemeinen sollte das gemeinsame Ende des Filterkondensators der einzige Anschlusspunkt anderer Erdungspunkte sein, die mit der AC-Masse mit großem Strom gekoppelt sind. Der Erdungspunkt desselben Niveaukreises sollte so nah wie möglich sein, und der Leistungsfilterkondensator des Stromniveaukreises sollte auch an den Erdungspunkt dieses Niveaus angeschlossen werden, hauptsächlich in Anbetracht, dass der Strom, der zurück zur Masse jedes Teils der Schaltung fließt, variabel ist. Weil die Impedanz der tatsächlich durchfließenden Leitung zur Änderung des Massepotenzials jedes Teils der Schaltung führt und Interferenzen einführt. In diesem Schaltnetzteil haben seine Verdrahtung und Induktivität zwischen Geräten wenig Einfluss, während der durch den Erdungskreislauf gebildete Zirkulationsstrom einen großen Einfluss auf die Störung hat, so dass eine Punkterdung angenommen wird, Stromkreis des Netzschalters (Die Massedrähte mehrerer Geräte in der Ausgangsgleichrichterstromschaltung sind mit dem Erdungsstift verbunden, und die Massedrähte mehrerer Geräte der Ausgangsgleichrichterstromschaltung sind auch mit dem Erdungsstift des entsprechenden Filterkondensators verbunden, so dass die Stromversorgung stabiler arbeitet und nicht einfach ist, sich selbst zu erregen. Verbinden Sie zwei Dioden oder einen kleinen Widerstand an der gemeinsamen Masse, die mit einem relativ konzentrierten Stück Kupferfolie verbunden werden kann.

2). Verdicke den Erdungsdraht so weit wie möglich. Wenn der Erdungsdraht sehr dünn ist, ändert sich das Erdungspotential mit der Änderung des Stroms, was zu instabilem Timing-Signalpegel und Verschlechterung der Rauschfestigkeit elektronischer Geräte führt. Daher ist es notwendig, sicherzustellen, dass die Erdungsklemme jedes hohen Stroms den gedruckten Draht so kurz und breit wie möglich annimmt und die Stromquelle so weit wie möglich erweitert. Die Breite des Erdungskabels ist besser als die der Stromversorgung. Ihre Beziehung ist: Erdungsdraht oder Stromdraht oder Signaldraht. Wenn möglich, sollte die Breite des Erdungsdrahts größer als 3mm sein. Große Kupferschicht kann auch als Erdungsdraht verwendet werden. Alle ungenutzten Stellen auf der Leiterplatte werden als Erdungskabel mit der Masse verbunden.


6. Bei der Durchführung der globalen Verdrahtung müssen auch die folgenden Prinzipien befolgt werden

1). Verdrahtungsrichtung: Von der Schweißoberfläche aus muss die Anordnung der Komponenten so weit wie möglich mit dem Schaltplan übereinstimmen, und die Verdrahtungsrichtung muss mit der Verdrahtungsrichtung des Schaltplans übereinstimmen. Da verschiedene Parameter normalerweise auf der Schweißoberfläche im Produktionsprozess getestet werden müssen, ist dies für die Inspektion in der Produktion, Inbetriebnahme und Wartung bequem (Hinweis: unter der Voraussetzung, dass die Anforderungen der Schaltungsleistung, der gesamten Maschineninstallation und des Plattenlayouts erfüllt werden).

2). Beim Entwerfen des Verdrahtungsdiagramms muss die Verlegung so wenig Umdrehungen wie möglich sein, die Linienbreite auf dem gedruckten Lichtbogen darf nicht abrupt sein, und die Drahtecke muss ⥠90 Grad betragen, um die Leitung einfach und klar zu machen.

3). In gedruckter Schaltung ist kein Kreuzkreis erlaubt. Für Linien, die sich kreuzen können, verwenden Sie "Drill" "Around" zwei Lösungen. Das heißt, lassen Sie eine Leitung von einer anderen Widerstandskapazität. Der Spalt am Fuß der Triode wird von einem Ende einer möglicherweise kreuzenden Leitung "gebohrt" oder "gewickelt". Unter besonderen Umständen ist die Schaltung sehr komplex. Um das Design zu vereinfachen, ist Drahtbrücken auch erlaubt, das Problem des Kreuzkreises zu lösen. Da die einzelne Platte angenommen wird, befindet sich die Inline-Komponente auf der oberen Oberfläche und die Oberflächenbefestigungseinrichtung auf der unteren Oberfläche, kann die Inline-Komponente mit der Oberflächenbefestigungseinrichtung während des Layouts überlappen, aber die Pad-Überlappung sollte vermieden werden.

4). Eingangs- und Ausgangsmasse Das Schaltnetzteil ist ein Niederspannungs-DC. Um die Ausgangsspannung an den Primär des Transformators zurückzuspeisen, sollten die Schaltungen auf beiden Seiten eine gemeinsame Bezugsmasse haben. Daher sollten sie nach dem Verlegen von Kupfer auf den Erdungsdrähten auf beiden Seiten miteinander verbunden werden, um eine gemeinsame Masse zu bilden


7. PCB-Inspektion

After the wiring design is completed PCB layout, Es ist notwendig, sorgfältig zu überprüfen, ob der Verdrahtungsentwurf den vom Designer formulierten Regeln entspricht, und auch bestätigen, ob die formulierten Regeln den Anforderungen des Leiterplattenprozesses entsprechen. Allgemein, Überprüfen Sie die Drähte und Drähte Draht- und Komponentenpolster Linie und Durchgangsloch Elementpad und Durchgangsloch Ob der Abstand zwischen Durchgangslöchern angemessen ist und die Produktionsanforderungen erfüllt. Ob die Breite der Stromleitung und des Erdungskabels angemessen ist, und ob es einen Platz in der Leiterplatte wo der Erdungsdraht verbreitert werden kann. Hinweis: Einige Fehler können ignoriert werden. Zum Beispiel, Ein Teil der Umrisse einiger Steckverbinder wird außerhalb des Leiterplattenrahmens platziert, und ein Fehler tritt bei der Überprüfung des Abstands auf; Darüber hinaus, Die Kupferverkleidung muss bei jeder Änderung der Verdrahtung und Durchkontaktierungen erneut durchgeführt werden.


8. Überprüfung gemäß der "PCB Board Checklist", einschließlich Entwurfsregeln und Lagendefinitionen Linienbreite Abstandspad Für die Einstellung sollten wir uns auch auf die Überprüfung der Rationalität des Gerätelayouts und der Stromversorgung konzentrieren. Platzierung und Anschluss von Entkopplungskondensatoren usw.


9. Vorsichtsmaßnahmen für die Gestaltung und Ausgabe von Fotodateien:

1). Die auszugebende Schicht ist die Verdrahtungsschicht (untere Schicht) Siebdruckschicht (einschließlich oberer Siebdruck und unterer Siebdruck) Lötstoffschicht (untere Schicht) Bohrschicht (untere Schicht) und auch Bohrdatei (NC-Bohrer) generieren

2). Wählen Sie beim Festlegen der Ebene der Siebdruckebene nicht den Teiletyp aus, sondern die obere Ebene (untere Ebene) und den Umriss der Siebdruckebene Text. Linec. Wenn Sie die Ebene jeder Ebene festlegen, wählen Sie die Kontur des Boards aus. Wählen Sie beim Festlegen der Ebene der Siebdruckebene keinen Teiletyp aus, sondern wählen Sie den Umriss der oberen Ebene (untere Ebene) und der Siebdruckebene Text aus. Wenn Sie Bohrdateien generieren, verwenden Sie die Standardeinstellungen der Powerpcb-Platine, ohne Änderungen vorzunehmen.