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Diseño electrónico
Código de diseño de PCB para la fuente de alimentación de conmutación
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Código de diseño de PCB para la fuente de alimentación de conmutación

Código de diseño de PCB para la fuente de alimentación de conmutación

2022-01-27
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1.. Del diagrama esquemático al flujo de diseño Placa de circuito impreso

Establecer parámetros de componentes - > Lista de principios de entrada de red - > configuración de parámetros de diseño - > Diseño manual - > enrutamiento manual - > Diseño de validación - > revisión - > salida Cam.


2. Configuración de parámetros: la distancia entre los conductores adyacentes debe cumplir los requisitos de seguridad eléctrica, y la distancia debe ser lo más amplia posible para facilitar el funcionamiento y la producción. La distancia mínima debe ser al menos adecuada para soportar la tensión. Cuando la densidad de cableado es baja, el espaciamiento de la línea de señal se puede aumentar adecuadamente para satisfacer los requisitos de alta tensión. La línea de señal con mayor diferencia de bajo nivel debe ser lo más corta posible y el espaciamiento debe aumentarse. En general, el espaciamiento del cableado debe fijarse en 8. mils. La distancia entre el borde del agujero interior de la almohadilla y el borde de la placa de circuito impreso debe ser superior a 1 mm para evitar defectos en la almohadilla durante el procesamiento. Cuando el cable conectado a la almohadilla sea más delgado, la conexión entre la almohadilla y el cable se diseñará en forma de gota de agua. La ventaja de esto es que las almohadillas no se pelan fácilmente, pero el cableado y las almohadillas no se desconectan fácilmente.


3. La práctica de la disposición de los componentes ha demostrado que incluso si el diseño del diagrama esquemático del circuito es correcto, el diseño inadecuado de la placa de circuito impreso afectará negativamente a la fiabilidad de los equipos electrónicos. Por ejemplo, si las dos líneas paralelas finas de la placa de circuito impreso están juntas, se formará un retraso en la forma de onda de la señal y se formará un ruido reflejado en el extremo de la línea de transmisión; Debido a la fuente de alimentación, la interferencia causada por la desconexión del cable de tierra reducirá el rendimiento del producto. Por lo tanto, debemos prestar atención al método correcto al diseñar la placa de circuito impreso.

Fuente de alimentación de conmutación

Cada fuente de alimentación de conmutación tiene cuatro circuitos de corriente:

1. Circuito AC del interruptor de alimentación

2. Circuito AC del rectificador de salida

3. Circuito de corriente de la fuente de señal de entrada

4. Circuito de corriente de carga de salida

El circuito de entrada carga el condensador de entrada a través de la corriente de corriente continua aproximada, y el condensador de filtro actúa principalmente como el almacenamiento de energía de banda ancha. Del mismo modo, el condensador de filtro de salida también se utiliza para almacenar energía de alta frecuencia del rectificador de salida y eliminar la energía DC del Circuito de carga de salida. Por lo tanto, los terminales de los condensadores de filtro de entrada y salida son muy importantes. Los circuitos de corriente de entrada y salida sólo pueden conectarse a la fuente de alimentación desde el terminal del condensador de filtro. Si la conexión entre el circuito de entrada / salida y el circuito de conmutación / rectificador de Potencia no puede conectarse directamente a los terminales del condensador, la energía de CA se irradiará al medio ambiente a través del condensador de filtro de entrada o salida. El circuito AC del interruptor de alimentación y el circuito AC del rectificador contienen una corriente trapezoidal de alta amplitud. Los componentes armónicos de estas corrientes son muy altos y su frecuencia es mucho mayor que la frecuencia fundamental del interruptor. La amplitud máxima puede alcanzar hasta 5 veces la amplitud de la corriente continua de entrada / salida, y el tiempo de transición suele ser de aproximadamente 50 ns. Estos dos circuitos son los más vulnerables a la interferencia electromagnética, por lo que estos circuitos de CA deben ser colocados antes de otras líneas impresas en la fuente de alimentación. Los condensadores filtrantes de los tres componentes principales de cada interruptor de alimentación de circuito o inductor rectificador o transformador se colocarán uno al lado del otro y se ajustará la posición de los componentes para que la trayectoria de corriente entre ellos sea lo más corta posible.

El método óptimo para determinar el diseño de la fuente de alimentación de conmutación es similar al diseño eléctrico. El mejor proceso de diseño es el siguiente:

Colocación de transformadores

Diseño del Circuito de corriente de conmutación de la fuente de alimentación

Diseño del bucle de corriente de rectificación de salida

Circuito de control conectado al circuito de corriente alterna

Diseño del Circuito de fuente de corriente de entrada y del filtro de entrada


Al diseñar el circuito de carga de salida y el filtro de salida, la disposición de todos los componentes del Circuito de acuerdo con la unidad funcional del circuito se ajustará a los siguientes principios:

En primer lugar, considere el tamaño del Placa de circuito impreso. Cuando el tamaño de la placa de circuito de Placa de circuito impreso es demasiado grande, la línea de impresión es demasiado larga, la impedancia aumenta, la capacidad anti - ruido disminuye y el costo aumenta. Si es demasiado pequeño, la disipación de calor es pobre, las líneas adyacentes son susceptibles a la interferencia. La forma óptima de la placa de circuito es rectangular, con una relación de aspecto de 3: 2 o 4: 3. Los componentes situados en el borde de la placa de circuito se encuentran generalmente a una distancia no inferior a 2 mm del borde de la placa de circuito.

Al colocar el equipo, considere la posibilidad de soldadura futura, no demasiado densa

Tome los componentes centrales de cada circuito funcional como el Centro y diseñe alrededor de ellos. Los componentes deben ser uniformes y ordenados, dispuestos compactos en Placa de circuito impreso para minimizar y acortar los cables y conexiones entre los componentes, y el condensador de desacoplamiento debe estar lo más cerca posible del VCC de los componentes.

Para el circuito de alta frecuencia, se deben tener en cuenta los parámetros de distribución entre los componentes. En el caso de los circuitos generales, los componentes se colocarán de la manera más paralela posible. Esto no sólo es hermoso, sino que también es fácil de ensamblar y soldar, fácil de producir en masa.

Organizar la posición de cada unidad de circuito funcional de acuerdo con el flujo del Circuito, hacer que la disposición sea conveniente para el flujo de la señal, y mantener la señal en la misma dirección en la medida de lo posible.

El principio principal de la disposición es garantizar la velocidad de cableado. Preste atención a la conexión de la línea de vuelo al mover el dispositivo, y coloque los dispositivos conectados juntos.

Reducir al mínimo el área del bucle para suprimir la interferencia de radiación de la fuente de alimentación de conmutación

Fuente de alimentación de conmutación

4. La fuente de alimentación del interruptor de cableado contiene señales de alta frecuencia. Cualquier línea impresa en el Placa de circuito impreso se puede utilizar como antena. La longitud y anchura de las líneas impresas pueden influir en la impedancia y la reactancia inductiva, afectando así la respuesta de frecuencia. Incluso las líneas impresas que pasan a través de la señal DC se acoplan a las señales de radiofrecuencia de las líneas impresas adyacentes, lo que resulta en problemas de circuito (o incluso re - radiación de señales de interferencia). Por lo tanto, todas las líneas impresas a través de la corriente alterna deben diseñarse de manera que sean lo más cortas y anchas posible, lo que significa que todos los componentes conectados a las líneas impresas y otras líneas de alimentación deben estar cerca unos de otros. La longitud de la línea impresa es proporcional a la Inductancia y la impedancia, mientras que la anchura es inversamente proporcional a la Inductancia y la impedancia. La longitud de onda refleja la respuesta de la línea de impresión. Cuanto más larga es la longitud, menor es la frecuencia con la que la línea de impresión puede transmitir y recibir ondas electromagnéticas, y más energía de radiofrecuencia puede ser irradiada. De acuerdo con la corriente de la placa de circuito impreso, aumentar la anchura de la línea de alimentación en la medida de lo posible, reducir la resistencia del bucle. Al mismo tiempo, el cierre de la línea de alimentación, la dirección del cable de tierra y la dirección de la corriente es la misma, ayuda a mejorar la capacidad anti - ruido. La tierra es la rama inferior de los cuatro bucles de corriente de la fuente de alimentación del interruptor. Como punto de referencia común del Circuito, desempeña un papel muy importante. Este es un método importante para controlar la interferencia. Por lo tanto, la disposición de los cables de tierra debe considerarse cuidadosamente en la disposición. Mezclar varios cables de tierra puede causar inestabilidad en la fuente de alimentación.


5. En el diseño del cable de tierra se prestará atención a lo siguiente:

1). Seleccione correctamente un solo punto de puesta a tierra. En general, el extremo común del condensador de filtro debe ser el único punto de conexión con otros puntos de conexión a tierra acoplados a la tierra AC de alta corriente. El punto de puesta a tierra del mismo Circuito de nivel debe estar lo más cerca posible, y el condensador de filtro de potencia del Circuito de nivel de corriente debe estar conectado al punto de puesta a tierra del mismo nivel, teniendo en cuenta principalmente que la corriente que regresa a cada parte del Circuito de puesta a tierra es variable. Debido a que la Impedancia de la línea a través de la cual fluye realmente causará que el potencial de tierra de cada parte del circuito cambie e introduzca la interferencia. En esta fuente de alimentación de conmutación, el cableado y la Inductancia entre los dispositivos tienen poca influencia, mientras que el circuito de puesta a tierra tiene una gran influencia en la interferencia. Circuito de corriente de conmutación de potencia El cable de tierra de varios equipos en el sistema está conectado al pin de puesta a tierra, y el cable de tierra de varios equipos que producen el circuito de corriente rectificada también está conectado al pin de puesta a tierra del condensador de filtro correspondiente, por lo que la fuente de alimentación es más estable y no es fácil de Auto - excitación. Ved, que conecta dos diodos o una pequeña resistencia a la tierra común, se puede conectar a una lámina de cobre relativamente concentrada.

2). Engrosamiento del cable de tierra en la medida de lo posible. Si el cable de puesta a tierra es muy delgado, el potencial de puesta a tierra cambiará con el cambio de la corriente, lo que conduce a la inestabilidad del nivel de la señal de tiempo y al deterioro del rendimiento anti - ruido de los equipos electrónicos. Por lo tanto, es necesario asegurarse de que cada terminal de puesta a tierra de alta corriente utiliza la línea impresa más corta y ancha posible y amplía la fuente de alimentación en la medida de lo posible. La anchura del cable de puesta a tierra es mejor que la anchura de la fuente de alimentación. Su relación es: tierra > línea de alimentación > línea de señal. Si es posible, la anchura del cable de tierra debe ser superior a 3 mm. Las capas de cobre de gran superficie también se pueden utilizar como cables de tierra. Todos los lugares no utilizados de la placa de circuito impreso están conectados al suelo como cables de tierra.


6. El cableado global también debe llevarse a cabo de acuerdo con los siguientes principios

1). Dirección del cableado: a partir de la superficie de soldadura, la dirección de disposición de los componentes debe ser la misma que la del diagrama esquemático en la medida de lo posible, y la dirección del cableado debe ser la misma que la del diagrama del circuito. Debido a que los parámetros se prueban generalmente en la superficie de soldadura en el proceso de producción, es conveniente comprobar en la producción, depuración y mantenimiento (Nota: bajo la premisa de que se cumplen los requisitos de rendimiento del Circuito, instalación de la máquina y disposición del panel).

2). En el diseño del diagrama de cableado, el cableado debe ser lo más pequeño posible, el ancho de línea en el arco impreso no debe ser repentino, el ángulo de línea debe ser de - 90 grados, para que el cableado sea simple y claro.

3). No se permiten circuitos cruzados en circuitos impresos. Para las líneas que pueden cruzarse, utilice la solución "drill". Es decir, dejar que un cable salga de otro condensador de resistencia. La brecha en la parte inferior del trío es "perforada" o "enrollada" desde un extremo del cable que puede pasar. En circunstancias especiales, el circuito es muy complejo. Para simplificar el diseño, también se permite el uso de conexiones de puente de alambre para resolver el problema de los circuitos cruzados. Debido al uso de un solo panel, los elementos en línea se encuentran en la superficie superior y los dispositivos de montaje de superficie se encuentran en la superficie inferior, por lo que los elementos en línea se pueden superponer con los dispositivos de montaje de superficie en el proceso de diseño, pero debe evitarse la superposición de almohadillas.

4). La fuente de alimentación del interruptor de puesta a tierra de entrada y salida es DC - DC de baja tensión. Para alimentar la tensión de salida al lado primario del transformador, los circuitos de ambos lados deben tener una puesta a tierra de referencia común. Por lo tanto, después de colocar el cobre en los cables de tierra de ambos lados, debe unirse para formar un terreno común


7. Inspección de la placa de circuito impreso

After the wiring design is completed Placa de circuito impreso Diseño, El diseño del cableado debe comprobarse cuidadosamente para cumplir las normas establecidas por el diseñador., Confirmar si las normas establecidas cumplen los requisitos del proceso de producción de Placa de circuito impreso. En general, Compruebe si la distancia entre el cable y el cable, el cable y la almohadilla de componentes, la almohadilla de componentes a través del agujero y la almohadilla de componentes a través del agujero es razonable y cumple los requisitos de producción.. Si el ancho del cable de alimentación y del cable de tierra es adecuado, Y si hay algún lugar Placa de circuito Donde se puede ampliar el cable de tierra. Nota: algunos errores pueden ser ignorados. Por ejemplo:, Parte del contorno de algunos conectores se coloca fuera del marco del tablero, Error al comprobar el espaciamiento; Además, El recubrimiento de cobre debe repetirse cada vez que se modifiquen el cableado y los orificios..


8. La revisión se llevará a cabo de acuerdo con la "lista de comprobación de Placa de circuito impreso", incluidas las normas de diseño y la definición de la capa, el espaciador de ancho de línea establecido a través del agujero, y se hará hincapié en la revisión de la racionalidad de la disposición del equipo y la fuente de alimentación, el cableado de la red de tierra, el cableado y el blindaje de la red de reloj de alta velocidad. Colocación y conexión de condensadores de desacoplamiento, Etc..


9. Consideraciones para el diseño y la salida de archivos fotográficos:

1). Las capas de salida son la capa de cableado (capa inferior), la capa de serigrafía (incluyendo la serigrafía superior e inferior), la capa de resistencia a la soldadura (capa inferior), la capa de perforación (capa inferior), y la generación de archivos de perforación (perforación NC).

2). Al establecer la capa de la capa de serigrafía, no seleccione el tipo de componente, seleccione el contorno de la capa superior (inferior) y el texto de la capa de serigrafía. Leneck. Cuando se establecen las capas de cada capa, se selecciona el contorno del tablero. Al configurar la capa de serigrafía, no seleccione el tipo de componente, seleccione el contorno superior (inferior) y el texto de la capa de serigrafía. Al generar el archivo de perforación, utilice la configuración predeterminada del tablero powerpcb sin hacer ningún cambio.