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Blogue PCB - Exigences relatives à la conception des PCB et à l'alimentation électrique de commutation

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Blogue PCB - Exigences relatives à la conception des PCB et à l'alimentation électrique de commutation

Exigences relatives à la conception des PCB et à l'alimentation électrique de commutation

2022-03-17
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Author:pcb

Dans toute conception d'alimentation électrique de commutation, Conception physique PCB board Est un lien. Si la méthode de conception est inappropriée, Les PCB peuvent causer une interférence électromagnétique excessive, Provoque un fonctionnement instable de l'alimentation électrique. Voici une analyse des points à noter à chaque étape:


1. Processus de conception du schéma au PCB

Définir les paramètres des composants - > tableau des principes d'entrée - > paramètres de conception - > disposition manuelle - > câblage manuel - > validation de la conception - > examen - > sortie Cam.

PCB board

2. Paramètres

L'espacement 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 doit être au moins adapté à la tension. Lorsque la densité du câblage est faible, l'espacement des lignes de signalisation peut être augmenté de façon appropriée. Pour les lignes de signalisation présentant des différences de niveau élevé et faible, l'espacement doit être aussi court que possible et l'espacement doit être augmenté. La distance entre le bord du trou intérieur du disque de soudage et le bord du PCB doit être supérieure à 1 mm afin d'éviter les défauts du disque de soudage pendant le traitement. Lorsque le fil relié au PAD est relativement mince, la connexion entre le PAD et le fil est conçue en forme de goutte - à - goutte. L'avantage est que le rembourrage n'est pas facile à enlever, mais que les fils et le rembourrage ne sont pas facilement déconnectés.


3.. Disposition des composants

La pratique a prouvé que la fiabilité de l'équipement électronique sera affectée même si le schéma de circuit est correctement conçu et si la carte de circuit imprimé est mal conçue. Par exemple, si deux lignes parallèles minces d'une carte de circuit imprimé sont rapprochées, la forme d'onde du signal est retardée, ce qui entraîne un bruit réfléchi à l'extrémité de la ligne de transmission. Les interférences causées par l'alimentation électrique et les fils au sol peuvent réduire les performances du produit. Par conséquent, lors de la conception d'une carte de circuit imprimé, il faut veiller à la bonne méthode. Chaque alimentation électrique de commutation a quatre circuits de courant:

Circuit AC du commutateur de puissance

Circuit AC du redresseur de sortie

Boucle de courant de la source du signal d'entrée

4) output load current loop The input loop charges the input capacitor through an approximate DC current, Le condensateur de filtre joue principalement un rôle de stockage d'énergie à large bande; Encore une fois., Le condensateur de filtre de sortie est utilisé pour stocker l'énergie à haute fréquence du redresseur de sortie tout en éliminant l'énergie en courant continu du circuit de charge de sortie.. Donc,, Les bornes de câblage des condensateurs filtrants d'entrée et de sortie sont très importantes. Les circuits de courant d'entrée et de sortie doivent être raccordés à l'alimentation électrique à partir des bornes de câblage des condensateurs filtrants, respectivement.. Si la connexion entre les entrées/Circuit de sortie et interrupteur de puissance/Le circuit de rectification ne peut pas être connecté directement aux bornes du condensateur, L'énergie AC sera rayonnée dans l'environnement par des condensateurs filtrants d'entrée ou de sortie. Le circuit AC du commutateur de puissance et du redresseur contient un courant trapézoïdal de haute amplitude, Il a une composante harmonique supérieure et une fréquence beaucoup plus élevée que la fréquence fondamentale du commutateur. L'amplitude de crête peut atteindre 5 fois l'entrée continue/Courant continu de sortie. Le temps de transition est généralement d'environ 50 NS. Deux circuits sensibles aux interférences électromagnétiques, Par conséquent, les autres circuits imprimés de l'alimentation électrique doivent être disposés avant ces circuits AC., Les condensateurs filtrants de chaque boucle ont trois composants principaux:, Interrupteur de puissance ou redresseur, L'inducteur ou le transformateur doit être placé à côté l'un de l'autre., Régler le chemin du courant entre les positions des composants aussi court que possible. La méthode d'établissement de la disposition de l'alimentation électrique de commutation est similaire à sa conception électrique., 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. Lorsque la taille du PCB est trop grande, Les lignes imprimées sont longues, Augmentation de l'impédance, Réduction de la résistance au bruit, Et les coûts augmentent. Trop petit pour dissiper la chaleur, Les lignes adjacentes sont vulnérables aux interférences. La carte de circuit est rectangulaire avec un rapport de longueur de 3: 2 ou 4: 3, Les composants situés sur le bord de la carte de circuit sont généralement situés à au moins 2 mm du bord de la carte de circuit..

2) place the device to consider the future welding, Moins dense.

3) To the components of each functional circuit as the center, Mettre en page autour de lui. Les composants doivent être uniformes, Disposition soignée et compacte sur les PCB, Réduire au minimum et raccourcir les fils et les connexions entre les sous - ensembles, La capacité de découplage doit être aussi proche que possible du VCC de l'équipement..

4) For circuits working at high frequencies, Les paramètres de distribution entre les composants doivent être pris en considération.. Circuit général, Les composants doivent être disposés aussi parallèlement que possible.. Voilà., Pas seulement belle., Facile à installer et à souder, Facile à produire en masse.

Organiser la position de chaque Unit é de circuit fonctionnel en fonction du processus du circuit afin de faciliter le flux du signal et de maintenir la cohérence de la direction du signal autant que possible.

Le premier principe de la disposition est d'assurer la distribution du câblage, de prêter attention à la connexion des câbles volants lors du déplacement de l'équipement et de mettre l'équipement connecté ensemble.

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


4. Câblage

L'alimentation électrique de commutation contient des signaux à haute fréquence et toute ligne imprimée sur un PCB peut être utilisée comme antenne. La longueur et la largeur de la ligne imprimée influeront sur son impédance et sa réactivité inductive, ce qui influera sur la réponse en fréquence. Même une ligne imprimée passant par un signal DC peut être couplée à un signal RF provenant d'une ligne imprimée adjacente et causer des problèmes de circuit (ou même rayonner de nouveau le signal d'interférence). Par conséquent, toutes les lignes imprimées passant par le courant alternatif doivent être conçues de manière à être aussi courtes et larges que possible, ce qui signifie que tous les composants reliés aux lignes imprimées et aux autres lignes électriques doivent être placés étroitement ensemble. La longueur de la ligne imprimée est proportionnelle à son inductance et à son impédance, et la largeur est inversement proportionnelle à l'inductance et à l'impédance de la ligne imprimée. La longueur reflète la longueur d'onde de la réponse de la ligne imprimée. Plus la longueur est longue, plus la fréquence de transmission et de réception des ondes électromagnétiques est faible et plus l'énergie RF rayonnée est élevée. Selon la taille du courant de la carte de circuit imprimé, augmenter la largeur du cordon d'alimentation autant que possible et réduire la résistance du circuit. En même temps, la ligne électrique, la ligne au sol et la direction du courant sont cohérentes, ce qui contribue à améliorer la capacité anti - bruit. La mise à la terre est la branche inférieure des quatre circuits de courant de l'alimentation électrique de commutation, qui joue un rôle très important en tant que point de référence commun du circuit et est un moyen important de contrôler l'interférence. Par conséquent, les câbles de mise à la terre doivent être soigneusement pris en considération dans la disposition. Le mélange des câbles au sol peut entraîner une alimentation instable.


La conception des câbles de mise à la terre doit tenir compte des points suivants:

1) Correct selection of single point grounding in general, Le côté commun du condensateur du filtre doit interagir avec un autre point d'intersection couplé au sol à un courant élevé., La mise à la terre doit être proche du circuit, Et le condensateur de filtre de puissance de circuit correspondant peut également être au niveau du sol, Le circuit change principalement en raison du retour partiel du courant au sol, L'interférence est introduite parce que l'impédance réelle du circuit modifiera le potentiel au sol de chaque partie du circuit.. Dans cette alimentation de commutation, Son inductance a peu d'influence sur le câblage et les dispositifs, Le circuit de mise à la terre a une grande influence sur la formation d'interférences cycliques., Donc un point de terre est utilisé, the power switch current loop (in the ground of several devices are connected to the ground on his feet, Plusieurs dispositifs de la boucle de courant de mise à la terre du redresseur de sortie reçoivent également la mise à la terre du condensateur de filtre correspondant., Voilà., L'alimentation électrique fonctionne de façon stable et n'est pas auto - excitée. Can not do a single point, Deux diodes au total ou une petite résistance, En fait,, Une feuille de cuivre plus concentrée peut.

2) The bold grounding line as far as possible If the ground wire is very thin, Le potentiel de mise à la Terre varie en fonction du courant, Instabilité du niveau du signal de synchronisation dans les équipements électroniques, Faible résistance au bruit, Par conséquent, assurez - vous d'utiliser une ligne d'impression aussi courte et large que possible pour chaque grande borne de courant au sol., Essayez d'augmenter la puissance, Largeur du fil de terre, La mise à la terre est plus large que la ligne électrique, their relationship is: Ground wire > power line > signal wire, Si possible, La largeur du fil de terre doit être supérieure à 3 mm., Peut également être utilisé comme fil de mise à la terre à grande surface en cuivre, Sur la carte de circuit imprimé, Non utilisé comme fil de terre pour se connecter au sol. Câblage mondial, the following principles should also be followed:

1) wiring direction: from the welding surface, La disposition des composants doit être conforme autant que possible au schéma., La direction du câblage est la même que celle du câblage du diagramme de circuit., Parce qu'il est souvent nécessaire d'inspecter les différents paramètres de la surface de soudage pendant la production., Par conséquent, il est facile de détecter pendant la production, 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, La ligne doit tourner le moins possible, Le poids de ligne sur l'arc d'impression ne doit pas être modifié, L'angle du fil doit être supérieur à 90 degrés, Essayez de rendre les Lignes simples et claires.

Il n'est pas permis d'avoir des circuits croisés dans les circuits imprimés, car les circuits peuvent se croiser et peuvent être résolus par forage et enroulement. C'est - à - dire qu'il est possible de « percer » un plomb à travers l'écart au bas d'une autre résistance, d'un condensateur, d'un transistor ou de « contourner » l'intersection d'un plomb dans des circonstances particulières où le circuit est très complexe, afin de simplifier la conception, il est également permis d'utiliser des ponts de plomb pour résoudre les problèmes de circuit croisé. En raison de l'utilisation d'un seul panneau avec des composants en ligne sur la surface supérieure et des dispositifs de montage de surface sur la surface inférieure, les composants en ligne peuvent chevaucher les dispositifs de montage de surface pendant la disposition, mais les tampons doivent être évités. L'alimentation électrique du commutateur d'entrée et de sortie est LV DC - DC, qui renvoie la tension de sortie au transformateur primaire. Il doit y avoir une référence commune des deux côtés du circuit, de sorte que les fils de mise à la terre des deux côtés sont également connectés ensemble pour former un sol commun après que les fils de mise à la terre des deux côtés sont posés séparément.


5. Inspection

Une fois la conception du câblage terminée, le concepteur doit vérifier soigneusement si la conception du câblage est conforme aux règles. Entre - temps, les règles doivent également confirmer si elles sont conformes aux exigences du processus de production des BPC. En général, l'inspection des paires de fils, des tampons de fil et de composant, des trous de fil et de connexion, des tampons de composant et des trous de connexion doit être effectuée. Si la distance entre le trou de travers et le trou de travers est raisonnable et si les exigences de production sont respectées. Si la largeur du cordon d'alimentation et du cordon de mise à la terre est appropriée et s'il y a de l'espace dans le PCB pour élargir le cordon de mise à la terre. Note: certaines erreurs peuvent être ignorées, par exemple, certains profils partiels des connecteurs sont placés à l'extérieur du cadre de la planche, de sorte que l'espacement de contrôle est incorrect; De plus, le cuivre doit être réappliqué chaque fois que le câblage et les trous sont modifiés. Effectuer l'examen conformément à la « liste de vérification des BPC », y compris les règles de conception, la définition des couches, la largeur de ligne, l'espacement, les Pads, les réglages des trous, en mettant l'accent sur la rationalité de la disposition de l'équipement, de l'alimentation électrique, du câblage du réseau de mise à la terre, du câblage et du blindage du réseau d'horloges à grande vitesse, de l'emplacement et de la connexion des condensateurs de découplage.

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. Lors du réglage de la couche de sérigraphie:, Ne sélectionnez pas le type de pièce. Sélectionner le contour, Texte, and Linec for the top (bottom) and silk screen Layer. Lorsque vous définissez les couches pour chaque couche:, Sélectionner le profil de la carte de circuit. Lors du réglage de la couche d'écran, Ne sélectionnez pas le type de pièce, Et sélectionnez le contour, Text and Line of the top (bottom) and silk screen Layer. D. Ne modifiez pas les paramètres par défaut de l'alimentation électrique PCB board Lors de la génération d'un fichier de forage.