Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
Leiterplatte Blog
Spezifikation des Leiterplattendesigns bei der Herstellung von Schaltreglern
Leiterplatte Blog
Spezifikation des Leiterplattendesigns bei der Herstellung von Schaltreglern

Spezifikation des Leiterplattendesigns bei der Herstellung von Schaltreglern

2022-07-21
View:80
Author:pcb

Bei der Konstruktion und Herstellung von Stromversorgungen, Design und Produktion von Leiterplatte ist sehr wichtig. In jedem Schaltnetzteil, die physikalische Gestaltung der Leiterplatte ist ein Link. Wenn die Bemessungsmethode nicht geeignet ist, die Leiterplatte kann viele Probleme verursachen. Basierend auf langjähriger Erfahrung in Leiterplatte Design, insbesondere die Erfahrung in der Entwicklung und Produktion von Stromversorgungen, Der Autor analysiert die Angelegenheiten, die Aufmerksamkeit in jedem Schritt benötigen.


Design Flow

Der Designprozess von der Zeichnung bis zur Leiterplatte ist: Festlegung von Komponentenparametern â­putprinzip Netzliste â­Design-Parametereinstellung â­manuelles Layout â­manuelles Routing â­Verifikationsdesign â­Überprüfung â­CAM­Ausgabe.

Leiterplatte

Elektrische Sicherheitsanforderungen

Der Abstand der Drähte muss den elektrischen Sicherheitsanforderungen entsprechen, der Abstand muss mindestens der Widerstandsspannung entsprechen, und für einfache Bedienung und Produktion sollte der Abstand so weit wie möglich sein. Bei geringer Verdrahtungsdichte kann die Tonhöhe der Signalleitungen entsprechend erhöht werden. Für die Signalleitungen mit hohen und niedrigen Pegeldifferenzen sollte der Abstand so weit wie möglich erhöht werden, in der Regel 8mil. Der Abstand von der Kante des inneren Lochs des Pads zur Kante der Leiterplatte sollte größer als 1mm sein, um den Pad-Defekt während der Verarbeitung zu vermeiden. Wenn die Leiterbahnen, die mit den Pads verbunden sind, dünn sind, sollte die Verbindung zwischen den Pads und den Leiterbahnen in eine Wassertropfenform ausgelegt werden, was den Vorteil hat, dass die Pads nicht leicht abzuziehen sind und die Leiterbahnen und die Pads nicht leicht zu trennen sind.


Bauteillayout

Die Praxis des Bauteillayouts hat bewiesen, dass selbst wenn der Schaltplan korrekt ist, die Leiterplatte nicht richtig entworfen ist, was die Zuverlässigkeit elektronischer Geräte nachteilig beeinflusst. Wenn beispielsweise zwei dünne parallele Linien auf der Leiterplatte dicht beieinander liegen, verursacht dies eine Verzögerung der Signalwellenform, was zu Reflexionsrauschen am Ende der Übertragungsleitung führt. Daher sollte bei der Gestaltung der Leiterplatte auf die richtige Methode geachtet werden. Das Schaltnetzteil hat vier Stromschleifen: die Leistungsschalter-Wechselstromschleife, die Ausgangsgleichrichter-Wechselstromschleife, die Eingangssignalquelle-Stromschleife und die Ausgangslaststromschleife. Die Eingangsschleife lädt den Eingangskondensator mit einem ungefähren Gleichstrom auf, und der Filterkondensator fungiert hauptsächlich als Breitbandenergiespeicher; In ähnlicher Weise wird der Ausgangsfilterkondensator auch verwendet, um die Hochfrequenzenergie aus dem Ausgangsgleichrichter zu speichern, während die Gleichstrom-Energie der Ausgangslastschleife eliminiert wird. Daher sollten die Eingangs- und Ausgangsstromkreise nur an die Stromversorgung von den Filterkondensatorenklemmen angeschlossen werden; Wenn die Verbindung zwischen dem Eingangs-/Ausgangskreis und dem Leistungsschalter-/Gleichrichterkreis nicht direkt mit den Kondensatorenklemmen verbunden werden kann, wird die Wechselstromenergie durch den Eingang oder Ausgang geleitet. Filterkondensator und Strahlung in die Umgebung. Die Wechselstromschleife des Netzschalters und die Wechselstromschleife des Gleichrichters enthalten trapezförmige Ströme mit hoher Amplitude. Diese Ströme haben einen hohen harmonischen Gehalt, und ihre Frequenzen sind viel größer als die Schaltgrundfrequenz. Die Spitzenamplitude kann bis zum 5-fachen der Amplitude des kontinuierlichen Eingangs-/Ausgangsgleichstroms betragen. Die Übergangszeit beträgt in der Regel etwa 50ns. Diese beiden Schleifen sind anfällig für elektromagnetische Störungen, daher müssen diese AC-Schleifen vor anderen Leiterbahnen in der Stromversorgung geführt werden. Filterkondensatoren, Leistungsschalter oder Gleichrichter, Induktoren oder Transformatoren für jede Schleife sollten nebeneinander platziert werden, damit der Stromweg zwischen ihnen so kurz wie möglich ist.


Bei der Auslegung aller Komponenten der Schaltung sollten die folgenden Prinzipien befolgt werden:

1) Wenn die Größe der Leiterplatte zu groß ist, werden die gedruckten Linien lang sein, die Impedanz steigt, die Rauschfestigkeit sinkt und die Kosten steigen auch; Wenn es zu klein ist, wird die Wärmeableitung schlecht sein, und die benachbarten Leitungen werden leicht gestört haben. Die Form der Leiterplatte ist rechteckig, das Seitenverhältnis ist 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) Beachten Sie beim Platzieren des Geräts das anschließende Löten, nicht zu dicht.

3) Layout mit den Komponenten jeder Funktionsschaltung als Zentrum. Komponenten sollten gleichmäßig, sauber und kompakt auf der Leiterplatte angeordnet sein, die Leitungen und Verbindungen zwischen Komponenten minimieren und verkürzen, und die Entkopplungskondensatoren sollten so nah wie möglich am VCC des Geräts sein.

4) Bei Schaltungen, die mit hohen Frequenzen arbeiten, sollten die Verteilungsparameter zwischen Komponenten berücksichtigt werden. Generell sollten die Bauteile möglichst parallel angeordnet werden. Auf diese Weise ist es nicht nur schön, sondern auch einfach zu installieren und zu schweißen und einfach zu produzieren.

5) Ordnen Sie die Positionen jeder funktionalen Schaltungseinheit entsprechend dem Schaltungsprozess an, so dass das Layout für die Signalzirkulation bequem ist und die Signalübertragungsrichtung so konsistent wie möglich gehalten wird.

6) Das erste Prinzip des Layouts besteht darin, die Routingrate der Verdrahtung sicherzustellen, beim Bewegen von Geräten auf die Verbindung von fliegenden Drähten zu achten und Geräte mit einer Verbindungsbeziehung zusammenzusetzen.

7) Reduzieren Sie den Schleifenbereich so weit wie möglich, um die Strahlungsstörung des Schaltnetzteils zu unterdrücken.


Hochfrequenzverarbeitung

Die Länge und Breite des Drahtes beeinflussen seine Impedanz und Induktivität, die wiederum den Frequenzgang beeinflusst. Selbst Leiterbahnen, die durch DC-Signale hindurchgehen, können an HF-Signale von benachbarten Leiterbahnen gekoppelt werden und Schaltungsprobleme verursachen (oder sogar Störsignale wieder ausstrahlen). Alle Leiterbahnen, die Wechselstrom tragen, sollten daher so kurz und breit wie möglich ausgelegt sein, d.h. alle Komponenten, die mit Leiterbahnen und anderen Stromleitungen verbunden sind, müssen dicht beieinander platziert werden. Versuchen Sie entsprechend der Größe des Leiterplattenstroms, die Breite der Stromleitung zu erhöhen, um den Schleifenwiderstand zu verringern. Machen Sie gleichzeitig die Richtung der Stromleitung und der Erdungsleitung mit der Richtung des Stroms konsistent, was zur Verbesserung der Lärmschutzfähigkeit beiträgt. Erdung ist der untere Zweig der vier Stromschleifen des Schaltnetzteils. Es spielt eine wichtige Rolle als gemeinsamer Bezugspunkt der Schaltung und ist ein wichtiger Faktor bei der Steuerung von Störungen. Daher sollte die Platzierung des Erdungsdrahts im Layout sorgfältig berücksichtigt werden. Das Mischen verschiedener Gründe führt zu instabilen Stromversorgung. Die folgenden Punkte sollten bei der Konstruktion des Erdungskabels beachtet werden.


1. Wählen Sie die Einpunkt-Erdung richtig

Normalerweise sollte die gemeinsame Klemme des Kondensators der Verbindungspunkt sein, an dem andere Massepunkte mit der Hochstrom-Wechselstromerde gekoppelt sind, der Massepunkt desselben Schaltkreises sollte so nah wie möglich sein, und der Leistungsfilterkondensator der Schaltung dieser Stufe sollte auch mit dem Massepunkt dieser Stufe verbunden sein. Ein-Punkt-Erdung kann verwendet werden, das heißt, die Massedrähte mehrerer Geräte in der Stromschleife des Netzschalters sind mit den Massedrähten verbunden, und die Massedrähte mehrerer Geräte in der Ausgangsgleichrichterstromschleife sind mit den Massedrähten der entsprechenden Filterkondensatoren verbunden, so dass die Stromversorgung stabiler arbeitet, nicht einfach sich selbst zu erregen. Wenn ein einzelner Punkt nicht erreicht werden kann, schließen Sie zwei Dioden oder einen kleinen Widerstand an der gemeinsamen Masse an oder verbinden Sie ihn mit einem relativ konzentrierten Stück Kupferfolie.


2. Versuchen Sie, den Erdungsdraht zu verdicken

Das Erdungsdraht ist sehr dünn, und das Erdungspotenzial ändert sich mit dem Strom, was den Timing-Signalpegel der elektronischen Ausrüstung instabil macht und die Rauschschutzleistung verschlechtert. Daher ist es notwendig, sicherzustellen, dass jede Hochstrom-Erdungsanlage so kurz und breit wie möglich gedruckt wird. Versuchen Sie, die Breite der Strom- und Erdungskabel zu erweitern. Das Erdungskabel ist breiter als das Stromkabel. Die Beziehung zwischen ihnen ist Erdungsdraht und Stromdraht sowie Signaldraht. Wenn möglich, sollte die Breite des Erdungsdrahts größer als 3mm sein. Die Schicht wird als Massedraht verwendet, und die ungenutzten Stellen auf der Leiterplatte werden als Massedraht mit der Masse verbunden.


Überlegungen zum globalen Routing

Von der Schnittstelle aus sollte die Anordnung der Komponenten so konsistent wie möglich mit dem Schaltplan sein, und die Verdrahtungsrichtung sollte mit der Verdrahtungsrichtung des Schaltplans übereinstimmen. Im Verdrahtungsdiagramm sollten die Spuren so wenig wie möglich gedreht werden, die Linienbreite auf dem Druckbogen sollte nicht abrupt geändert werden, die Ecken der Drähte sollten â¯90°, und die Linien sollten einfach und klar sein. Kreuzkreise sind in der Schaltung nicht erlaubt. Für Linien, die sich kreuzen können, können Sie zwei Methoden des "Bohrens" und des "Wickelns" verwenden. Das heißt, lassen Sie eine Leitung aus dem Spalt unter anderen Widerständen, Kondensatoren und Triodenpins "bohren" oder "wickeln" Sie von einem Ende einer Leitung, die sich kreuzen kann. Wenn die Schaltung sehr komplex ist, ist es auch erlaubt, einen Drahtjumper zu verwenden, um das Design zu vereinfachen, um das Problem des Kreuzkreises zu lösen.


Inspektion und Überprüfung

Nach Abschluss des Entwurfs, Es ist notwendig, sorgfältig zu überprüfen, ob das Verdrahtungsdesign den Regeln des Designers entspricht, und gleichzeitig, Es muss überprüft werden, ob die getroffenen Regeln den Anforderungen des Leiterplattenprozesses entsprechen. Überprüfen Sie im Allgemeinen, ob der Abstand zwischen Draht und Draht, Draht und Komponentenpolster, Draht und durch das Loch, Bauteil Pad und durch das Loch, durch das Loch und durch das Loch ist vernünftig und ob es die Produktionsanforderungen erfüllt. Ob die Breite der Stromleitung und der Erdungsleitung angemessen ist, und ob es einen Platz in der Leiterplatte gibt, der die Erdungslinie erweitern kann. Gemäß der "PCB Board Checklist", der Inhalt enthält Designregeln, Ebenendefinition, Linienbreite, Abstand, Pads, und über Einstellungen. Es ist auch notwendig, die Rationalität des Gerätelayouts zu überprüfen, Stromversorgungs- und Bodennetzrouting, und Hochgeschwindigkeits-Uhrennetz. Die Verdrahtung und Abschirmung, Platzierung, und Anschluss von Entkopplungskondensatoren an Leiterplatte.