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Progettazione della scheda stampata dell'alimentazione elettrica di commutazione e layout della scheda PCB
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Progettazione della scheda stampata dell'alimentazione elettrica di commutazione e layout della scheda PCB

Progettazione della scheda stampata dell'alimentazione elettrica di commutazione e layout della scheda PCB

2022-01-06
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Author:pcb

1. Scheda PCB layout: The pulse voltage connection should be as short as possible, in which the input switch tube connects to the transformer, and the output transformer connects to the rectifier tube. Il ciclo di corrente dell'impulso è il più piccolo possibile, as the input filter capacitor is positive to the transformer to the switch tube and the return capacitor is negative. La parte in uscita del terminale di uscita del trasformatore al tubo del raddrizzatore all'induttore di uscita al condensatore di uscita ritorno al circuito del trasformatore X condensatore dovrebbe essere il più vicino possibile al terminale di ingresso dell'alimentazione di commutazione, the input line should be avoided parallel to other circuits, should be avoided. The Y capacitor should be placed on the chassis ground terminal or FG connection end. Keep a certain distance between the common touch induction and the transformer to avoid magnetic coupling. If it non è facile da maneggiare, uno scudo può essere aggiunto tra l'induttore common-mode e il trasformatore. The above items have a greater impact on the EMC performance of the switching power supply. Generalmente, two output capacitors can be used, uno vicino al tubo del raddrizzatore e l'altro vicino al terminale di uscita, which can affect the output ripple index of the power supply. L'effetto parallelo di due condensatori di piccola capacità dovrebbe essere migliore dell'uso di un condensatore di grande capacità. The heating device must be kept a certain distance from the electrolytic capacitor to extend the life of the whole machine. Il condensatore elettrolitico è la chiave per la vita dell'alimentazione di commutazione, such as transformers, tubi di alimentazione, and high-power resistors. Tenere una distanza dall'elettrolisi, and leave space for heat dissipation between the electrolysis , Può essere posizionato nella presa d'aria se le condizioni lo consentono. Attention should be paid to the control part: the connection of the high impedance weak signal circuit should be as short as possible, come il ciclo di feedback del campionamento. Durante la lavorazione, try to avoid interference. Il circuito del segnale di campionamento corrente, especially the current control circuit, is not easy to handle. Accident.

Scheda PCB

2. Switching power supply printed board design and Scheda PCB layout

2.1 Switching power supply printed board wiring principle
Line spacing: With the continuous improvement and improvement of the printed circuit board manufacturing process, non c'è problema con la spaziatura di linea uguale o anche inferiore a 0.1mm in general processing plants, che può soddisfare pienamente la maggior parte delle applicazioni. Taking into account the components and production processes used in the switching power supply, generalmente la spaziatura laterale della linea del bordo è impostata su 0.3mm, la spaziatura della linea di bordo su un lato è impostata su 0.5mm, pad e pad, pad and via or via and via, La spaziatura è impostata su 0.5mm to avoid "bridging" during the welding operation. In questo modo, most board factories can easily meet the production requirements, e può controllare il tasso di rendimento molto alto, and can also achieve reasonable wiring density and have a more economical cost. La spaziatura di linea è adatta solo per circuiti di controllo del segnale e circuiti a bassa tensione con una tensione inferiore a 63V. When the line-to-line voltage is greater than this value, la spaziatura di linea può essere generalmente selezionata in base al valore empirico di 500V/1mm. In considerazione del fatto che alcune norme correlate hanno norme chiare sulla spaziatura tra le linee, it must be strictly implemented in accordance with the standards, come il collegamento tra l'estremità di ingresso CA e l'estremità del fusibile. Some power supplies have high volume requirements, come alimentatori modulari. Generalmente, la distanza tra i fili laterali di ingresso del trasformatore è 1mm ed è dimostrato fattibile nella pratica. For power products with AC input and (isolated) DC output, le norme più severe sono che la distanza di sicurezza deve essere maggiore o uguale a 6mm. Naturalmente, this is determined by the relevant standards and implementation methods. Generalmente, the safety distance can be referenced by the distance on both sides of the feedback optocoupler, e il principio è maggiore o uguale a questa distanza. Slots can also be made on the printed board under the optocoupler to increase the creepage distance to meet the insulation requirements. Generalmente, the distance between the wiring on the input side of the AC input side or the components on the board and the non-insulated shell and radiator should be greater than 5mm, e la distanza tra il cablaggio o i componenti sul lato di uscita e l'alloggiamento o radiatore dovrebbe essere maggiore di 2mm, or strictly follow the safety regulations.

Scheda PCB

Common methods:
Method 1. The circuit board slotting method mentioned above is suitable for some occasions where the spacing is not enough. A proposito, this method is also commonly used to protect the discharge gap, che è comune nella piastra posteriore del cinescopio TV e nell'ingresso CA dell'alimentatore. . This method has been widely used in modular power supplies, e buoni risultati possono essere ottenuti in condizioni di vaso.
Method two, carta isolante per tamponi, can use insulation materials such as blue shell paper, film di poliestere, polytetrafluoroethylene oriented film, ecc. Generalmente, green shell paper or polyester film is used for general power supply to pad between the circuit board and the metal casing. Questo materiale ha un'alta resistenza meccanica e ha una certa capacità di resistere all'umidità. Polytetrafluoroethylene oriented film is widely used in module power supply due to its high temperature resistance. Un film isolante può anche essere posizionato tra il componente e il conduttore circostante per migliorare la resistenza di isolamento. Note: The insulation covering of some devices cannot be used as an insulating medium to reduce the safety distance, come la pelle esterna di un condensatore elettrolitico. Under high temperature conditions, la pelle esterna può essere termorestringeta. Leave a space at the front end of the large electrolytic explosion-proof tank to ensure that the electrolytic capacitor can unimpeded the pressure in an extraordinary situation.

2.2 Precautions for PCB copper wire routing
Trace current density: Now most electronic circuits are made of insulating board bound copper. Lo spessore della pelle di rame del circuito comunemente usato è 35μm, and the current density value can be taken according to the 1A/mm valore empirico per il cablaggio. For the specific calculation, please refer to the textbook. Al fine di garantire la resistenza meccanica del cablaggio, the line width should be greater than or equal to 0.3mm (other non-power circuit boards may have a smaller line width). The thickness of the copper skin is 70μm, e il circuito stampato è anche comunemente usato negli alimentatori di commutazione, so the current density can be higher. Da aggiungere, the commonly used circuit board design tool software generally has design specification items, come larghezza della linea, line spacing, piatto asciutto tramite dimensione e altri parametri possono essere impostati. When designing the circuit board, il software di progettazione può essere eseguito automaticamente in conformità alle specifiche, che può risparmiare un sacco di tempo, ridurre parte del carico di lavoro, and reduce the error rate. Generalmente, double-sided boards can be used for circuits with high reliability requirements or high wiring density. È caratterizzato da costo moderato e alta affidabilità, which can meet most applications. Alcuni prodotti nei ranghi di alimentazione del modulo utilizzano anche schede multistrato, which are mainly convenient for integrating power devices such as transformer inductors, ottimizzazione del cablaggio e della dissipazione del calore del tubo elettrico. It has the advantages of good craftsmanship and good consistency and good heat dissipation of the transformer, ma i suoi svantaggi sono alti costi e scarsa flessibilità, which is only suitable for industrialized large-scale production. Pannello singolo, general-purpose switching power supplies circulating in the market almost all use single-sided circuit boards, che hanno il vantaggio di basso costo, and some measures in design and production technology can also ensure its performance. Oggi, I will talk about some experiences of single-sided printed circuit board design. Perché il bordo unilaterale ha le caratteristiche di basso costo e di facile fabbricazione, it is widely used in switching power supply circuits. Perché ha solo un lato di rame legato, il collegamento elettrico del dispositivo e il fissaggio meccanico sono necessari. Relying on that layer of copper, deve stare attento quando lo maneggia. Al fine di garantire una buona prestazione meccanica della struttura della saldatura, the single-sided board pad should be slightly larger to ensure a good binding force between the copper skin and the substrate, e la pelle di rame non si stacca o si rompe se sottoposta a vibrazioni. Generally, la larghezza dell'anello di saldatura dovrebbe essere maggiore di 0.3mm. Il diametro del foro del pad dovrebbe essere leggermente più grande del diametro del perno del dispositivo, but it should not be too large. Assicurarsi che la distanza di connessione della saldatura tra il pin e il pad sia breve, and the size of the disk hole does not hinder normal inspection. , Il diametro del foro del pad è generalmente più grande del diametro del perno di 0.1-0.2mm. Multi-pin devices can also be larger to ensure smooth inspection. Il collegamento elettrico deve essere il più ampio possibile, and in principle, la larghezza dovrebbe essere maggiore del diametro del pad. In special cases, the wire must be widened when the connection meets the pad (commonly known as teardrop generation) to avoid breaking the wire and the pad under certain conditions. In principle, la larghezza della linea dovrebbe essere maggiore di 0.5mm. I componenti sul singolo pannello dovrebbero essere vicini al circuito stampato. For devices that require overhead heat dissipation, Le maniche devono essere aggiunte ai pin tra il dispositivo e il circuito stampato per sostenere il dispositivo e aumentare l'isolamento. It is necessary to minimize or avoid external impact on the connection between the pad and the pin. L'influenza di, enhance the firmness of welding. I componenti pesanti sul circuito stampato possono aumentare i punti di connessione di supporto e rafforzare la forza di connessione con il circuito stampato, such as transformers and power device radiators. I perni monolaterali della superficie di saldatura possono essere mantenuti più a lungo senza influenzare la distanza dal guscio. The advantage is that the strength of the soldering part can be increased, e l'area di saldatura e il fenomeno della saldatura virtuale possono essere trovati immediatamente. When the pin is long and cuts the leg, la parte di saldatura riceve meno forza. In Taiwan and Japan, il processo di piegatura dei perni del dispositivo ad un angolo di 45 gradi con il circuito stampato sulla superficie di saldatura e quindi la saldatura è spesso utilizzata, e il principio è lo stesso di sopra. Today, Parlerò di alcune questioni nel design della scheda bifacciale. In some applications with higher requirements or higher trace density, vengono utilizzati pannelli stampati su due lati, and their performance and various indicators are much better than single-sided boards. Il pad di bordo bifacciale ha una maggiore resistenza perché i fori sono stati metallizzati, the solder ring can be smaller than the single-sided board, e il diametro del foro del pad può essere leggermente più grande del diametro del perno, because the solder solution can penetrate to the top layer through the solder hole during the soldering process. Pads per aumentare l'affidabilità della saldatura. But there is a drawback. Se il foro è troppo grande, part of the device may float up under the impact of the jet tin during wave soldering, con conseguenti difetti.

2.3 Per il trattamento di tracce ad alta corrente, the line width can be processed according to the previous post. Se la larghezza non è sufficiente, it can generally be solved by tinning the traces to increase the thickness. Ci sono molti metodi.
1. Imposta la traccia all'attributo pad, so that the trace will not be covered by solder resist during the circuit board manufacturing, e sarà stagnato durante il livellamento dell'aria calda.
2. Posizionare un pad sul cablaggio, set the pad to the shape that needs to be routed, e prestare attenzione a impostare il foro del pad a zero.
3. Posizionare il filo sulla maschera di saldatura. Questo metodo è flessibile, but not all circuit board manufacturers will understand your intentions, e devi usare il testo per spiegare. No solder resist will be applied to the solder mask where the wire is placed.
Diversi metodi di stagnazione del circuito sono come sopra. It should be noted that if the wide traces are all tinned, una grande quantità di saldatura sarà legata dopo la saldatura, e la distribuzione sarà molto irregolare, which will affect the appearance. Generally, a slender strip of tin-plated width is 1~1.5mm, and the length can be determined according to the circuit. La parte stagnata è separata da 0.5~1mm. The double-sided circuit board provides great selectivity for layout and wiring, which can make the wiring more Tends to be reasonable. Regarding grounding, il terreno di alimentazione e il terreno di segnale devono essere separati. The two grounds can be merged at the filter capacitor to avoid accidental factors of instability caused by large pulse currents passing through the signal ground connection. The signal control loop should be grounded as far as possible. C'è un trucco, try to place non-grounded traces on the same wiring layer, e posare fili di terra su un altro strato. The output line generally passes through the filter capacitor first, e poi al carico. The input line must also pass through the capacitor first, and then to the transformer. La base teorica è quella di lasciare che la corrente di ondulazione passi attraverso il condensatore del filtro. Voltage feedback sampling, in order to avoid the influence of large current passing through the wiring, the sampling point of the feedback voltage must be placed at the end of the power supply output to improve the load effect index of the whole machine. The wiring change from one wiring layer to another wiring layer is generally connected by vias, and it is not suitable to be realized through the device pin pads, perché questa relazione di connessione può essere distrutta quando il dispositivo è inserito, e quando ogni corrente 1A passa attraverso, There should be at least 2 vias, and the diameter of vias should be greater than 0.5mm in principle. Generalmente 0.8mm can ensure processing reliability. Dissipazione del calore del dispositivo. In some low-power power supplies, the circuit board traces can also serve as heat dissipation. Its characteristic is that the traces are as wide as possible to increase the heat dissipation area. Non viene applicata resistenza alla saldatura. If possible, i vias possono essere posizionati uniformemente per migliorare il Scheda PCB.