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Conception électronique
Code de conception des circuits imprimés pour l'alimentation électrique de commutation
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Code de conception des circuits imprimés pour l'alimentation électrique de commutation

Code de conception des circuits imprimés pour l'alimentation électrique de commutation

2022-01-27
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Author:pcb

(1). Design flow from schematic diagram to PCB

Établir les paramètres des composants - > Liste des principes d'entrée - > paramètres de conception - > disposition manuelle - > câblage manuel - > vérification de la conception - > revérification - > sortie Cam.


(2). Réglage des paramètres: la distance entre les conducteurs adjacents doit satisfaire aux exigences de sécurité électrique et doit être aussi large que possible pour faciliter le fonctionnement et la production. L'espacement minimal doit être au moins approprié pour résister à la tension. Lorsque la densité du câblage est faible, l'espacement des lignes de signal peut être augmenté de façon appropriée pour répondre aux exigences de haute tension. Les lignes de signal avec une grande différence de faible niveau doivent être aussi courtes que possible et l'espacement doit être augmenté. En général, l'espacement du câblage doit être réglé à 8 mils. La distance entre le bord de l'alésage intérieur de la doublure et le bord de la planche imprimée doit être supérieure à 1 mm afin d'éviter les défauts de la doublure pendant le traitement. Lorsque le conducteur relié à la plaque de soudure est mince, la connexion entre la plaque de soudure et le conducteur doit être conçue comme une chute d'eau. L'avantage est que la doublure n'est pas facile à enlever, mais le câblage et la doublure ne sont pas faciles à débrancher.


3. La pratique de la disposition des composants a prouvé que même si le schéma de circuit est correctement conçu et que la carte de circuit imprimé est mal conçue, la fiabilité de l'équipement électronique sera affectée négativement. Par exemple, si deux lignes parallèles minces d'une carte imprimée sont rapprochées, un retard dans la forme d'onde du signal se produira et un bruit réfléchi se produira à l'extrémité de la ligne de transmission; En raison de l'alimentation électrique, l'interférence causée par l'absence de fil de terre réduira les performances du produit. Par conséquent, lors de la conception des circuits imprimés, nous devons prêter attention à la bonne méthode.

Alimentation électrique de commutation

Chaque alimentation électrique de commutation a quatre circuits de courant:

(1) Circuit AC du commutateur de puissance

(2). Output rectifier AC circuit

3. Circuit de courant de la source du signal d'entrée

(4). Output load current circuit

Le circuit d'entrée charge le condensateur d'entrée par un courant continu approximatif, et le condensateur filtrant joue principalement un rôle de stockage d'énergie à large bande. De même, un condensateur de filtre de sortie est également utilisé pour stocker l'énergie à haute fréquence du redresseur de sortie et pour éliminer l'énergie en courant continu du circuit de charge de sortie. Par conséquent, les bornes des condensateurs de filtre d'entrée et de sortie sont très importantes. Les circuits de courant d'entrée et de sortie ne peuvent être connectés à l'alimentation électrique qu'à partir des bornes du condensateur de filtre; Si la connexion entre le circuit d'entrée / sortie et le circuit de commutation / rectification de puissance n'est pas directement reliée aux bornes du condensateur, l'énergie AC sera rayonnée dans l'environnement par le condensateur de filtre d'entrée ou de sortie. Le circuit AC du commutateur de puissance et le circuit AC du redresseur contiennent un courant trapézoïdal de haute amplitude. La composante harmonique de ces courants est très élevée et sa fréquence est beaucoup plus élevée que la fréquence fondamentale du commutateur. L'amplitude de crête peut atteindre jusqu'à cinq fois l'amplitude du courant continu d'entrée / sortie et le temps de transition est généralement d'environ 50 ns. Ces deux circuits sont les plus vulnérables aux interférences électromagnétiques, de sorte que ces circuits à courant alternatif doivent être posés avant les autres circuits imprimés de l'alimentation électrique. Les condensateurs filtrants des trois principaux composants de chaque interrupteur de puissance de circuit ou inducteur de rectification ou transformateur doivent être placés à côté l'un de l'autre et la position des éléments doit être réglée de manière à ce que la trajectoire du courant entre eux soit aussi courte que possible.

La meilleure façon de déterminer la disposition de l'alimentation électrique de commutation est similaire à sa conception électrique. Le processus de conception optimal est le suivant:

*Place transformer

Conception du circuit de courant de commutation de puissance

Conception de la boucle de courant de rectification de sortie

*Control circuit connected to AC power circuit

Conception du circuit de source de courant d'entrée et du filtre d'entrée


Lors de la conception du circuit de charge de sortie et du filtre de sortie, the layout of all components of the circuit according to the functional unit of the circuit shall comply with the following principles:

Premièrement, considérez la taille des PCB. Lorsque la taille du PCB est trop grande, le circuit imprimé est trop long, l'impédance augmente, la capacité anti - bruit diminue et le coût augmente. S'il est trop petit et qu'il y a une mauvaise dissipation de chaleur, les lignes adjacentes sont susceptibles d'être perturbées. La forme optimale de la carte de circuit est un rectangle avec un rapport d'aspect de 3: 2 ou 4: 3. Les éléments situés sur le bord de la carte de circuit sont généralement situés à au moins 2 mm du bord de la carte de circuit.

Lors de la mise en place de l'équipement, le soudage futur doit être pris en considération et ne doit pas être trop dense.

La disposition doit être centrée sur les parties centrales de chaque circuit fonctionnel. Les éléments doivent être disposés uniformément et de manière compacte sur la carte de circuit imprimé afin de réduire au minimum et de raccourcir les fils et les connexions entre les éléments, et la capacité de découplage doit être aussi proche que possible du VCC de l'élément.

Pour les circuits fonctionnant à haute fréquence, les paramètres de distribution entre les éléments doivent être pris en considération. Pour les circuits généraux, les composants doivent être disposés aussi parallèlement que possible. Ce n'est pas seulement beau, mais aussi facile à assembler et à souder, facile à produire en série.

Organiser la position de chaque Unit é de circuit fonctionnel en fonction du débit du circuit afin de faciliter le débit du signal et de maintenir le signal dans la même direction autant que possible.

6) The primary principle of the layout is to ensure the routing rate of the wiring. Pay attention to the connection of flying wires when moving devices, Et assembler les appareils avec des connexions.

Réduire au minimum la zone du circuit afin de supprimer l'interférence rayonnée de l'alimentation électrique de commutation

Alimentation électrique de commutation

4. L'alimentation électrique du commutateur de câblage contient des signaux à haute fréquence. Any printed line on the PCB can act as an antenna. La longueur et la largeur des circuits imprimés affectent leur impédance et leur réactivité induite, Qui affecte la réponse en fréquence. Even printed lines passing through DC signals will be coupled to RF signals from adjacent printed lines and cause circuit problems (or even radiate interference signals again). Alors..., all printed lines passing through AC current should be designed as short and wide as possible, Cela signifie que tous les composants connectés aux lignes d'impression et aux autres lignes électriques doivent être proches les uns des autres.. La longueur de la ligne imprimée est proportionnelle à son inductance et à son impédance, La largeur est inversement proportionnelle à l'inductance et à l'impédance. The length reflects the wavelength of the printed line response. Plus la longueur est longue, the lower the frequency that the printed line can send and receive electromagnetic waves, Il peut rayonner plus d'énergie RF. According to the current of the printed circuit board, Maximiser la largeur du cordon d'alimentation et réduire la résistance du circuit. At the same time Turn off the power cord The direction of the ground wire is consistent with the direction of the current, Cela aide à améliorer la résistance au bruit. Grounding is the bottom branch of the four current circuits of switching power supply. Comme point de référence commun pour le circuit, it plays a very important role. C'est un moyen important de contrôler les interférences. Therefore, La disposition du fil de terre doit être soigneusement prise en considération dans la disposition.. Mixing various grounding wires will cause instability of power supply.


5. Les points suivants doivent être pris en considération lors de la conception du fil de terre:

1. Sélectionnez correctement un seul point de mise à la terre. En règle générale, l'extrémité commune du condensateur filtrant doit être le seul point de connexion à d'autres points de mise à la terre couplés à un courant alternatif élevé. Le point de mise à la terre du même circuit de niveau doit être aussi proche que possible et le condensateur de filtre de puissance du circuit de niveau de courant doit également être connecté au point de mise à la terre de ce niveau, compte tenu principalement du fait que le courant de retour au sol de chaque partie du circuit est variable, Parce que l'impédance de la ligne qui passe réellement provoque des changements dans le potentiel au sol de chaque partie du circuit et introduit des interférences. Dans ce type d'alimentation électrique de commutation, l'inductance entre le câblage et l'appareil n'a pas beaucoup d'influence, tandis que le courant de circulation formé par le circuit de mise à la terre a une grande influence sur l'interférence, de sorte que la mise à la terre en un point est adoptée. Circuit de courant de commutation de puissance (les fils de mise à la terre de plusieurs équipements du système sont connectés à la broche de mise à la terre, et les fils de mise à la terre de plusieurs équipements du circuit de courant de rectification de sortie sont également connectés à la broche de mise à la terre du condensateur de filtre correspondant, de sorte que l'alimentation électrique fonctionne plus stable et n'est pas facile à auto - exciter. Lorsqu'un seul point ne peut pas être atteint Le ved, qui relie deux diodes ou une petite résistance au sol commun, peut être relié à une feuille de cuivre relativement concentrée.

2. épaissir le fil de terre autant que possible. Si le fil de mise à la terre est mince, le potentiel de mise à la terre variera en fonction du courant, ce qui entraînera un niveau de signal de synchronisation instable et une dégradation de la résistance au bruit de l'équipement électronique. Il est donc nécessaire de s'assurer que chaque terminal de mise à la terre à courant élevé utilise un fil imprimé aussi court et large que possible et que l'alimentation électrique est aussi large que possible. La largeur du fil de mise à la terre est meilleure que celle de l'alimentation électrique. Leur relation est: sol > Power Line > Signal Line. Si possible, la largeur du fil de terre doit être supérieure à 3 mm. Une grande surface de cuivre peut également être utilisée comme fil de terre. Toutes les parties inutilisées de la carte imprimée sont reliées au sol sous forme de fil de terre.


6. Les principes suivants doivent également être respectés lors du câblage mondial:

1. Direction du câblage: À partir de la surface de soudage, la direction de disposition des composants doit être conforme au schéma autant que possible et la direction du câblage doit être conforme au schéma de câblage. Étant donné que divers paramètres doivent généralement être testés sur la surface de soudage pendant la production, il est facile de les vérifier pendant la production, la mise en service et l'entretien (Note: à condition que les exigences relatives aux performances du circuit, à l'installation complète de la machine et à la disposition des panneaux soient respectées).

2. Lors de la conception des schémas de câblage, le câblage doit être effectué avec le moins de Tours possible, la largeur de la ligne sur l'arc imprimé ne doit pas être soudaine et l'angle de la ligne doit être de - 90 degrés pour rendre le câblage simple et clair.

3. Les circuits croisés ne sont pas autorisés dans les circuits imprimés. Pour les lignes qui peuvent se croiser, utilisez les deux solutions de forage. C'est - à - dire qu'un fil est tiré d'un autre condensateur de résistance. L'écart au bas du triode est « percé » ou « enroulé » à partir d'une extrémité du fil qui peut passer. Dans des cas particuliers, les circuits sont très complexes. Pour simplifier la conception, l'utilisation de ponts conducteurs est également autorisée pour résoudre les problèmes de circuits croisés. En raison de l'utilisation d'un seul panneau avec des éléments en ligne sur la surface supérieure et des dispositifs de montage de surface sur la surface inférieure, les éléments en ligne peuvent chevaucher les dispositifs de montage de surface pendant la disposition, mais le chevauchement des tampons doit être évité.

4. L'alimentation électrique du commutateur sol d'entrée et de sortie est basse tension DC - DC. Afin de transmettre la tension de sortie au côté primaire du transformateur, les circuits des deux côtés doivent avoir un sol de référence commun. Par conséquent, une fois le cuivre posé sur les fils de terre des deux côtés, il doit être relié ensemble pour former une mise à la terre commune.


7. Inspection des circuits imprimés

Mise en page des PCB après la conception du câblage, La conception du câblage doit être soigneusement vérifiée pour s'assurer qu'elle est conforme aux règles établies par le concepteur., and also confirm whether the rules formulated meet the requirements of the printed board production process. En gros, check the wires and wires Wire and component pads Line and through hole Element pad and through hole Whether the distance between through holes is reasonable and meets the production requirements. La largeur du cordon d'alimentation et du fil de terre est - elle appropriée?, and whether there is any place in the circuit board where the ground wire can be widened. Note: certaines erreurs peuvent être ignorées. For example, Une partie du profil de certains connecteurs est placée à l'extérieur du cadre de la carte de circuit, Erreur lors de la vérification de l'espacement; En outre, copper cladding shall be carried out again every time the wiring and vias are modified.


8. Revérifier conformément à la « liste de contrôle des pcb», y compris les règles de conception et la définition de la couche, le coussin d'espacement de la largeur de ligne pour le réglage du trou de travers, en mettant l'accent sur la rationalité de la disposition de l'équipement et de l'alimentation électrique, le câblage du réseau de câblage au sol, le câblage et le blindage du réseau d'horloge à grande vitesse, Emplacement et connexion des condensateurs de découplage, etc.


9. Considérations relatives à la conception et à la sortie des fichiers photographiques:

1). The layer that needs to be output is the wiring layer (bottom layer) Screen printing layer (including top screen printing and bottom screen printing) Solder resist layer (bottom layer) Drilling layer (bottom layer), and also generate drilling file (NC drill)

2. Lorsque vous définissez le calque de la couche sérigraphique, ne sélectionnez pas le type d'assemblage, sélectionnez le haut (Bas) et le contour du texte de la couche sérigraphique. Lenek. Lorsque vous définissez les couches pour chaque couche, sélectionnez le profil de la carte de circuit. Lorsque vous définissez une couche d'écran, ne sélectionnez pas le type d'assemblage, sélectionnez le contour supérieur (inférieur) et le texte de la couche d'écran. Lors de la génération du fichier de forage, utilisez les paramètres par d éfaut du tableau powerpcb sans aucune modification.