Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
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Anforderungen an PCB-Design und Schaltnetzteil
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Anforderungen an PCB-Design und Schaltnetzteil

2022-03-17
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Author:pcb

In jedem Schaltnetzteil, die physikalische Gestaltung der Leiterplatte ist ein Link. Wenn die Konstruktionsmethode falsch ist, Die Leiterplatte kann zu viele elektromagnetische Störungen aussenden, was zu instabilem Betrieb der Stromversorgung führt. Im Folgenden finden Sie eine Analyse der Punkte, die in jedem Schritt beachtet werden müssen:


1. Entwurfsprozess vom Schaltplan zur Leiterplatte

Komponentenparameter einrichten -> Netzliste des Eingangsprinzips -> Einstellungen des Entwurfsparameters -> Manuelles Layout -> Manuelle Verkabelung -> Design überprüfen -> Überprüfung ->CAM-Ausgabe.

Leiterplatte

2. Parametereinstellung

Der Abstand zwischen benachbarten Drähten muss den Anforderungen der elektrischen Sicherheit entsprechen, und für die Bequemlichkeit der Bedienung und Produktion sollte der Abstand so weit wie möglich sein. Der Abstand sollte mindestens für die Spannung geeignet sein. Bei geringer Verdrahtungsdichte kann der Abstand der Signalleitungen entsprechend erhöht werden. Für die Signalleitungen mit hoher und niedriger Pegeldifferenz sollte der Abstand so kurz wie möglich und der Abstand erhöht werden. Der Abstand zwischen der Kante des inneren Lochs des Pads und der Kante der Leiterplatte sollte größer als 1mm sein, um Fehler des Pads während der Bearbeitung zu vermeiden. Wenn der mit dem Pad verbundene Draht relativ dünn ist, ist die Verbindung zwischen dem Pad und dem Draht in eine Tropfenform ausgelegt. Der Vorteil ist, dass das Pad nicht leicht zu schälen ist, aber der Draht und das Pad nicht einfach zu trennen sind.


3. Bauteillayout

Die Praxis hat bewiesen, dass selbst wenn das Schaltplandesign korrekt ist und das Leiterplattendesign falsch ist, die Zuverlässigkeit elektronischer Geräte beeinträchtigt wird. Wenn beispielsweise zwei dünne parallele Linien einer Leiterplatte nahe beieinander liegen, kommt es zu einer Verzögerung in der Signalwellenform, die zu reflektiertem Rauschen am Ende der Übertragungsleitung führt. Die Interferenzen, die durch die Stromversorgung und Erdungskabel verursacht werden, beeinträchtigen die Leistung des Produkts. Daher sollte bei der Gestaltung der Leiterplatte auf die richtige Methode geachtet werden. Jedes Schaltnetzteil verfügt über vier Stromschleifen:

1) Ac-Schaltung des Netzschalters

2) Ausgangsgleichrichter AC-Schleife

3) Stromschleife der Eingangssignalquelle

4) output load current loop The input loop charges the input capacitor through an approximate DC current, und der Filterkondensator spielt hauptsächlich eine Rolle der Breitbandenergiespeicherung; Ähnlich, Ausgangsfilterkondensatoren werden verwendet, um Hochfrequenzenergie aus dem Ausgangsgleichrichter zu speichern und Gleichstrom aus der Ausgangslastschleife zu eliminieren. Daher, Die Verdrahtungsklemmen der Ein- und Ausgangsfilterkondensatoren sind sehr wichtig. Die Ein- und Ausgangsstromschleifen sollten nur über die Verdrahtungsklemmen des Filterkondensators an die Stromversorgung angeschlossen werden.. Wenn die Verbindung zwischen dem Eingang/Ausgangsschaltung und Netzschalter/Gleichrichterschaltung kann nicht direkt an den Kondensator angeschlossen werden, Wechselstrom wird durch den Eingangs- oder Ausgangsfilterkondensator geleitet und in die Umgebung ausstrahlen. Die Wechselstromkreise des Netzteilschalters und des Gleichrichters enthalten trapezförmige Ströme mit hoher Amplitude, die eine hohe harmonische Komponente und eine Frequenz viel höher als die Grundfrequenz des Schalters haben. Die Spitzenamplitude kann bis zu 5-mal die des kontinuierlichen Eingangs sein/Gleichstrom ausgängen. Die Übergangszeit beträgt in der Regel etwa 50ns. Die beiden Schleifen anfällig für elektromagnetische Störungen, so muss die andere gedruckte Verdrahtung in der Stromquelle vor diesen Wechselstromkreisen zu kleiden, Jede Schleife drei Hauptkomponenten des Filterkondensators, der Netzschalter oder Gleichrichter, Induktor oder Transformator müssen nebeneinander platziert werden, Den aktuellen Pfad zwischen der Elementposition so kurz wie möglich anpassen. Die Methode zur Festlegung des Schaltnetzwerkslayouts ist ähnlich seiner elektrischen Konstruktion, and the design process is as follows:

1) Place the transformer

2) Design the power switch current loop

3) Design the output rectifier current loop

4) Control circuit connected to ac power circuit

Design the input current source Loop and input Filter Design the output load loop and output filter According to the functional units of the circuit, the layout of all the components of the circuit should comply with the following principles:

1) The PCB size should be considered first. Wenn die Leiterplattengröße zu groß ist, die gedruckte Linie ist lang, die Impedanz steigt, die Anti-Lärm-Fähigkeit nimmt ab, und die Kosten steigen. Zu geringe Wärmeableitung ist nicht gut, und angrenzende Leitungen sind anfällig für Störungen. Die Leiterplatte ist rechteckig mit einem Längenverhältnis von 3:2 oder 4:3, und die Komponenten, die sich am Rand der Leiterplatte befinden, sind im Allgemeinen nicht weniger als 2mm vom Rand der Leiterplatte entfernt.

2) place the device to consider the future welding, nicht zu dicht.

3) To the components of each functional circuit as the center, um ihn herum, um das Layout auszuführen. Komponenten sollten gleichmäßig sein, sauber und kompakt auf der Leiterplatte angeordnet, Minimierung und Verkürzung der Leitungen und Verbindungen zwischen Komponenten, und Entkopplungskapazität sollte so nah wie möglich am VCC des Geräts sein.

4) For circuits working at high frequencies, die verteilten Parameter zwischen den Komponenten sollten berücksichtigt werden. Im allgemeinen Schaltungen, Komponenten sollten möglichst parallel angeordnet werden. Auf diese Weise, nicht nur schön, und einfach zu installieren Schweißen, einfach in Massenfertigung.

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

6) Das erste Prinzip des Layouts besteht darin, die Verteilungsrate der Verdrahtung sicherzustellen, beim Bewegen von Geräten auf die Verbindung von Flugleitungen zu achten und die verbundenen Geräte zusammenzusetzen.

7) reduce the loop area as far as possible to suppress the radiation interference of switching power supply.


4. Verkabelung

Das Schaltnetzteil enthält ein Hochfrequenzsignal, und jede gedruckte Leitung auf der Leiterplatte kann als Antenne fungieren. Die Länge und Breite der gedruckten Linie beeinflusst ihre Impedanz und induktive Reaktanz und beeinflusst so den Frequenzgang. Selbst gedruckte Leitungen, die DC-Signale durchlaufen, können mit RF-Signalen benachbarter gedruckter Leitungen gekoppelt werden und Schaltungsprobleme verursachen (oder sogar Störsignale zurückstrahlen). Alle gedruckten Leitungen, die durch Wechselstrom laufen, sollten daher so kurz und breit wie möglich ausgelegt sein, d.h. alle Komponenten, die mit gedruckten Leitungen und anderen Stromleitungen verbunden sind, müssen dicht beieinander platziert werden. Die Länge der gedruckten Linie ist direkt proportional zu ihrer Induktivität und Impedanz, und die Breite ist umgekehrt proportional zur Induktivität und Impedanz der gedruckten Linie. Die Länge spiegelt die Wellenlänge der Drucklinie wider. Je länger die Länge, desto niedriger die Frequenz der gedruckten Linie kann elektromagnetische Wellen senden und empfangen, und desto mehr RF-Energie kann sie ausstrahlen. Entsprechend der Größe des Leiterplattenstroms, so weit wie möglich, um die Breite der Stromleitung zu erhöhen, verringern Sie den Widerstand der Schleife. Gleichzeitig machen Sie die Stromleitung, die Erdungsleitung und die Stromrichtung konsistent, was die Lärmschutzfähigkeit verbessert. Erdung ist der untere Zweig von vier Stromkreisen der Schaltnetzversorgung, die als gemeinsamer Bezugspunkt der Schaltung eine sehr wichtige Rolle spielt, und es ist eine wichtige Methode, um Störungen zu steuern. Berücksichtigen Sie daher sorgfältig die Erdungskabel im Layout. Das Mischen von Erdungskabeln kann zu instabiler Stromversorgung führen.


Folgende Punkte sollten bei der Konstruktion von Erdungskabeln beachtet werden:

1) Correct selection of single point grounding in general, Die öffentliche Seite der Filterkapazitäten sollte die andere Masse sein, die an die Verbindung des großen Stroms gekoppelt ist., die Erde sollte nahe am Stromkreis sein, und die entsprechende Schaltungsleistungsfilterkapazität kann auch auf der ebenen Masse, Hauptsächlich unter Berücksichtigung der aktuellen Teile zurück in die Erde ändert sich die Schaltung, Interferenz wird eingeführt, weil die tatsächliche Impedanz der Schaltung zur Änderung des Massepotenzials jedes Teils der Schaltung führt. In diesem Schaltnetzteil, seine Induktivität kleiner Effekt zwischen Verdrahtung und Geräten, und Erdungskreislauf hatten einen größeren Einfluss auf die Bildung der Störzirkulation, so unter Verwendung einer Ein-Punkt-Erdung, the power switch current loop (in the ground of several devices are connected to the ground on his feet, Masse der Ausgangsgleichrichterstromschleife mehrerer Geräte erhielt auch die entsprechende Filterkapazität geerdet auf seinen Füßen, Auf diese Weise, Das Netzteil arbeitet stabil und ist nicht leicht zu erregen. Kann keinen einzigen Punkt tun, in insgesamt zwei Dioden oder einem kleinen Widerstand, in der Tat, In einem konzentrierteren Stück Kupferfolie verbunden werden kann.

2) The bold grounding line as far as possible If the ground wire is very thin, Veränderungen des Erdungspotenzials über elektrischen Strom, Instabilität des Timing Signalpegels der elektronischen Geräte, Lärmschutzleistung ist schlecht, Achten Sie also darauf, dass jedes große Stromerdungsende kurze und breite Drucklinie so weit wie möglich verwendet, versuchen, die Stromversorgung zu erweitern, Erddrahtbreite, Masse ist breiter als das Netzkabel, their relationship is: Ground wire > power line > signal wire, wenn möglich, Die Breite des Erdungsdrahts sollte größer als 3mm sein, Kann auch als große Fläche der Kupferschicht für Erdungsdraht verwendet werden, auf der Leiterplatte, nicht verwendet, um mit der Masse als Erdungskabel zu verbinden. Für globale Verkabelung, the following principles should also be followed:

1) wiring direction: from the welding surface, Anordnung der Bauteile soweit wie möglich, um mit dem Schaltplan konsistent zu bleiben, Verdrahtungsrichtung und Schaltplan Verdrahtungsrichtung konsistent, weil der Produktionsprozess normalerweise in der Schweißoberfläche der verschiedenen Parameter Erkennung sein muss, so ist es einfach, in der Produktion der Inspektion zu tun, debugging and maintenance (note: Refers to meet the circuit performance and machine installation and panel layout requirements under the premise.

2) When designing the wiring diagram, Die Linie sollte sich so wenig wie möglich drehen, Die Linienbreite auf dem Druckbogen sollte sich nicht ändern, die Drahtecke sollte mehr als 90 Grad sein, und bemühen sich, die Linien einfach und klar zu machen.

3) Die gedruckte Schaltung darf keinen Kreuzkreis haben, denn die Linie kann sich kreuzen, kann "bohren", "um" zwei Arten verwenden, um zu lösen. Das heißt, lassen Sie eine Leitung von anderen Widerständen, Kondensatoren, Transistoren am Fuß des Spalts vorbei "bohren" oder vom Schnittpunkt einer Leitung vorbei "gewickelt" werden, in speziellen Fällen, wie die Schaltung sehr komplex ist, um das Design zu vereinfachen, erlauben Sie auch die Verwendung von Drahtbrücken, um das Problem des Kreuzkreises zu lösen. Da eine einzelne Platte verwendet wird, befinden sich die Inline-Komponenten auf der oberen Oberfläche und die Oberflächenmontagegeräte auf der unteren Oberfläche, so dass die Inline-Komponenten während des Layouts mit den Oberflächenmontagegeräten überlappen können, aber die Pads sollten vermieden werden. Eingangs- und Ausgangsschaltungsnetzteil für Niederspannungs-DC, um Spannungsrückmeldung zurück zum Primärtransformator zu geben, sollte die Schaltung auf beiden Seiten eine gemeinsame Referenz haben, also auf beiden Seiten des Erdungskabels bzw. nach dem Verlegen von Kupfer, aber auch miteinander verbunden, um eine gemeinsame Masse zu bilden


5. Überprüfen Sie die

Das Verdrahtungsdesign ist abgeschlossen, es ist notwendig, sorgfältig zu überprüfen, ob das Verdrahtungsdesign von den Designern mit den Regeln übereinstimmt, Regeln müssen gleichzeitig auch bestätigen, ob es mit der Nachfrage des Leiterplattenprozesses übereinstimmt, allgemeine Inspektionslinie zu Linie, Linie und Element Bonding Pad, die Linie und kommunizierende Poren, Element Bonding Pad und kommunizierende Poren, Durchgangsloch und der Abstand zwischen dem Durchgangsloch ist angemessen, ob die Produktionsanforderungen erfüllt werden. Ob die Breite des Netzkabels und des Erdungskabels angemessen ist und ob es Raum für die Verbreiterung des Erdungskabels in der Leiterplatte gibt. Hinweis: Einige Fehler können ignoriert werden, zum Beispiel, ein Teil der Outline einiger Anschlüsse wird außerhalb des Boardrahmens platziert, so dass es falsch ist, den Abstand zu überprüfen; Darüber hinaus muss es nach jeder Änderung der Verkabelung und des Lochs erneut mit Kupfer beschichtet werden. Überprüfen Sie gemäß der "PCB-Checkliste", einschließlich Designregeln, Layerdefinition, Linienbreite, Abstand, Pads, Locheinstellungen, aber konzentrieren Sie sich auch auf die Überprüfung der Rationalität des Gerätelayouts, der Stromversorgung, der Erdungsnetzwerkverdrahtung, der Hochgeschwindigkeits-Taktnetzwerkverdrahtung und -abschirmung, der Entkopplungskondensator-Platzierung und -Verbindung.

Notes for output light drawing files:

a. Need to output layer wiring layer (bottom), screen printing layer (including top screen printing, bottom screen printing), welding layer (bottom welding), drilling layer (bottom), in addition to generate drilling file (NC Drill)

b. Beim Einstellen der Ebene des Siebdrucks Layer, keine Teileart auswählen. Umriss auswählen, Text, and Linec for the top (bottom) and silk screen Layer. Beim Einstellen der Ebene jeder Ebene, Board Outline auswählen. Beim Einstellen der Ebene der Siebdruckschicht, keine Teileart auswählen, und wählen Sie Gliederung, Text and Line of the top (bottom) and silk screen Layer. D. Ändern Sie die Standardeinstellungen der Stromversorgung nicht Leiterplatte beim Generieren von Bohrlochdateien.