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Requisiti per la progettazione di PCB e l'alimentazione elettrica di commutazione
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Requisiti per la progettazione di PCB e l'alimentazione elettrica di commutazione

Requisiti per la progettazione di PCB e l'alimentazione elettrica di commutazione

2022-03-17
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Author:pcb

In qualsiasi progetto di alimentazione di commutazione, la progettazione fisica del Scheda PCB è un collegamento. Se il metodo di progettazione è improprio, il PCB può emettere troppe interferenze elettromagnetiche, con conseguente funzionamento instabile dell'alimentazione elettrica. Ecco un'analisi dei punti a cui occorre prestare attenzione in ogni fase:


1. processo di progettazione dal diagramma schematico al PCB

Configurare i parametri dei componenti -> Lista dei principi di ingresso -> Impostazioni dei parametri di progettazione -> Layout manuale -> Cablaggio manuale -> Verifica progettazione -> Revisione -> Uscita CAM.

Scheda PCB

2. Impostazione dei parametri

La distanza tra i fili adiacenti deve soddisfare i requisiti di sicurezza elettrica e, per comodità di funzionamento e produzione, la distanza deve essere il più ampia possibile. La distanza dovrebbe essere adatta almeno per la tensione. Quando la densità di cablaggio è bassa, la distanza delle linee di segnale può essere aumentata in modo appropriato. Per le linee di segnale con disparità di livello elevato e basso, la spaziatura dovrebbe essere il più breve possibile e la spaziatura dovrebbe essere aumentata. La distanza tra il bordo del foro interno del pad e il bordo della scheda stampata dovrebbe essere maggiore di 1mm per evitare difetti del pad durante la lavorazione. Quando il cavo collegato con il pad è relativamente sottile, il collegamento tra il pad e il cavo è progettato in una forma di goccia. Il vantaggio è che il pad non è facile da sbucciare, ma il cavo e il pad non è facile da scollegare.


3. layout dei componenti

La pratica ha dimostrato che anche se la progettazione schematica del circuito è corretta e la progettazione del circuito stampato è impropria, l'affidabilità delle apparecchiature elettroniche sarà influenzata negativamente. Ad esempio, se due sottili linee parallele di una scheda stampata sono vicine tra loro, ci sarà un ritardo nella forma d'onda del segnale, con conseguente rumore riflesso alla fine della linea di trasmissione. L'interferenza causata dall'alimentazione elettrica e dal cavo di messa a terra degrada le prestazioni del prodotto. Pertanto, quando si progetta il circuito stampato, si dovrebbe prestare attenzione al metodo corretto. Ogni alimentatore di commutazione ha quattro cicli di corrente:

1) Circuito Ac dell'interruttore di alimentazione

2) loop AC del raddrizzatore di uscita

3) loop corrente della sorgente del segnale di ingresso

4) output load current loop The input loop charges the input capacitor through an approximate DC current, e il condensatore filtrante svolge principalmente un ruolo di stoccaggio di energia a banda larga; Allo stesso modo, I condensatori del filtro di uscita sono utilizzati per memorizzare l'energia ad alta frequenza dal raddrizzatore di uscita eliminando l'energia CC dal ciclo di carico di uscita. Pertanto, I terminali di cablaggio dei condensatori del filtro di ingresso e uscita sono molto importanti. I cicli di corrente in ingresso e in uscita devono essere collegati all'alimentazione solo dai terminali di cablaggio del condensatore filtro rispettivamente. Se la connessione tra l'ingresso/circuito di uscita e interruttore di alimentazione/Il circuito raddrizzatore non può essere collegato direttamente al terminale del condensatore, L'energia ac passerà attraverso il condensatore del filtro in ingresso o in uscita e si irradia nell'ambiente. I circuiti CA dell'interruttore di alimentazione e del raddrizzatore contengono correnti trapezoidali ad alta ampiezza, che hanno una componente armonica elevata e una frequenza molto superiore alla frequenza fondamentale dell'interruttore. L'ampiezza di picco può essere fino a 5 volte quella dell'ingresso continuo/corrente dc in uscita. Il tempo di transizione è solitamente di circa 50ns. I due loop sensibili alle interferenze elettromagnetiche, così deve l'altro cablaggio stampato in fonte di alimentazione a panno prima di questi circuiti CA, Ogni ciclo tre componenti principali del condensatore filtro, l'interruttore di alimentazione o il raddrizzatore, l'induttore o il trasformatore devono essere posizionati uno accanto all'altro, regolare il percorso corrente tra la posizione dell'elemento rendendoli il più brevi possibile. Il metodo per stabilire il layout dell'alimentazione elettrica di commutazione è simile alla sua progettazione elettrica, 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. Quando la dimensione del PCB è troppo grande, la linea stampata è lunga, l'impedenza aumenta, diminuisce la capacità antirumore, e gli aumenti dei costi. La dissipazione del calore troppo piccola non è buona, e le linee adiacenti sono suscettibili di interferenze. Il circuito stampato è di forma rettangolare con un rapporto di lunghezza di 3:2 o 4:3, e i componenti situati sul bordo del circuito stampato sono generalmente non meno di 2mm dal bordo del circuito stampato.

2) place the device to consider the future welding, non troppo denso.

3) To the components of each functional circuit as the center, intorno ad esso per effettuare il layout. I componenti devono essere uniformemente, ordinatamente e compatto disposto sul PCB, ridurre al minimo e accorciare i cavi e le connessioni tra i componenti, e la capacità di disaccoppiamento dovrebbe essere il più vicino possibile al VCC del dispositivo.

4) For circuits working at high frequencies, i parametri distribuiti tra i componenti devono essere considerati. In generale circuiti, i componenti devono essere disposti in parallelo il più possibile. In questo modo, non solo bello, Saldatura facile da installare, facile da produrre in serie.

5) Disporre la posizione di ogni unità di circuito funzionale secondo il processo del circuito, in modo che il layout sia conveniente per il flusso del segnale e mantenere il segnale nella stessa direzione possibile.

6) Il primo principio di layout è quello di garantire la velocità di distribuzione del cablaggio, prestare attenzione alla connessione delle linee volanti durante lo spostamento dei dispositivi e mettere insieme i dispositivi connessi.

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


4. Cablaggio

L'alimentazione elettrica di commutazione contiene un segnale ad alta frequenza e qualsiasi linea stampata sul PCB può fungere da antenna. La lunghezza e la larghezza della linea stampata influenzeranno la sua impedenza e reattanza induttiva, influenzando così la risposta in frequenza. Anche le linee stampate che passano attraverso i segnali CC possono essere accoppiate a segnali rf provenienti da linee stampate adiacenti e causare problemi di circuito (o addirittura ri-irradiare segnali di interferenza). Tutte le linee stampate che attraversano corrente alternata dovrebbero pertanto essere progettate in modo da essere il più corto e largo possibile, il che significa che tutti i componenti collegati alle linee stampate e ad altre linee elettriche devono essere posizionati vicini tra loro. La lunghezza della linea stampata è direttamente proporzionale alla sua induttanza e impedenza e la larghezza è inversamente proporzionale all'induttanza e impedenza della linea stampata. La lunghezza riflette la lunghezza d'onda della risposta della linea stampata. Più lunga è la lunghezza, minore è la frequenza della linea stampata in grado di inviare e ricevere onde elettromagnetiche e più energia rf può irradiare. Secondo le dimensioni della corrente del circuito stampato, per quanto possibile per aumentare la larghezza della linea elettrica, ridurre la resistenza del ciclo. Allo stesso tempo, rendi coerente la linea elettrica, la linea di terra e la direzione corrente, che aiuta a migliorare la capacità anti-rumore. La messa a terra è il ramo inferiore di quattro circuiti di corrente dell'alimentazione elettrica di commutazione, che svolge un ruolo molto importante come punto di riferimento comune del circuito ed è un metodo importante per controllare le interferenze. Pertanto, considerare attentamente i cavi di messa a terra nel layout. La miscelazione di cavi di messa a terra può causare alimentazione instabile.


Nella progettazione dei cavi di terra occorre prestare attenzione ai seguenti punti:

1) Correct selection of single point grounding in general, lato pubblico della capacità del filtro dovrebbe essere l'altro terreno accoppiato alla giunzione di grande corrente di interazione, il terreno dovrebbe essere vicino al circuito, e la capacità di filtraggio di potenza del circuito corrispondente può anche sul terreno pianeggiante, Considerando principalmente le parti di corrente di nuovo nel terreno il circuito sta cambiando, L'interferenza è introdotta perché l'impedenza effettiva del circuito porterà al cambiamento del potenziale di terra di ogni parte del circuito. In questo alimentatore, il suo effetto induttanza minore tra cablaggio e dispositivi, e circuito di messa a terra ha avuto una maggiore influenza sulla formazione della circolazione di interferenze, mediante messa a terra a un punto, the power switch current loop (in the ground of several devices are connected to the ground on his feet, Il circuito di corrente del raddrizzatore a terra di uscita di diversi dispositivi ha anche ricevuto la capacità del filtro corrispondente messa a terra sui suoi piedi, In questo modo, l'alimentatore funziona stabilmente e non è facile da auto-eccitare. Non può fare un solo punto, in totale due diodi o una piccola resistenza, infatti, collegato in un pezzo più concentrato di foglio di rame può essere.

2) The bold grounding line as far as possible If the ground wire is very thin, variazioni del potenziale di messa a terra rispetto alla corrente elettrica, l'instabilità del livello del segnale di temporizzazione dell'apparecchiatura elettronica, Le prestazioni antirumore sono negative, Quindi assicurarsi che ogni grande estremità di messa a terra corrente UTILIZZA la linea di stampa corta e larga per quanto possibile, cercare di allargare l'alimentazione elettrica, larghezza del filo di terra, il terreno è più ampio del cavo di alimentazione, their relationship is: Ground wire > power line > signal wire, se possibile, la larghezza del filo di terra dovrebbe essere maggiore di 3mm, Può anche essere utilizzato come una grande area di strato di rame per filo di terra, sulla scheda stampata, non utilizzato per il collegamento con la terra come filo di terra. Per il cablaggio globale, the following principles should also be followed:

1) wiring direction: from the welding surface, la disposizione dei componenti, per quanto possibile, per mantenere la coerenza con lo schema schematico, Direzione di cablaggio e diagramma del circuito direzione di cablaggio coerente, perché il processo di produzione di solito deve essere nella superficie di saldatura di rilevamento di vari parametri, quindi è facile da fare nella produzione di ispezione, 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 linea dovrebbe girare il meno possibile, la larghezza della linea sull'arco di stampa non dovrebbe cambiare, l'angolo del filo dovrebbe essere più di 90 gradi, e sforzarsi di rendere le linee semplici e chiare.

3) Il circuito stampato non è permesso avere circuito trasversale, per la linea può attraversare, può utilizzare "trapano", "intorno" due modi per risolvere. Cioè, lasciare che un cavo da altre resistenze, condensatori, transistor ai piedi del gap "trapano" passato, o dall'intersezione di un cavo può essere "avvolto" passato, in casi speciali come il circuito è molto complesso, al fine di semplificare la progettazione consentire anche l'uso di ponte filo, per risolvere il problema del cross circuit. Poiché viene utilizzato un singolo pannello, i componenti in linea si trovano sulla superficie superiore e i dispositivi di montaggio superficiale si trovano sulla superficie inferiore, in modo che i componenti in linea possano sovrapporsi ai dispositivi di montaggio superficiale durante il layout, ma i pad dovrebbero essere evitati. Alimentazione di commutazione di ingresso e uscita per bassa tensione DC-DC, per il feedback di tensione di uscita al trasformatore primario, il circuito su entrambi i lati dovrebbe avere un riferimento comune, quindi su entrambi i lati del cavo di massa rispettivamente dopo la posa del rame, ma anche collegato insieme per formare una terra comune


5. Controllare il

Il design del cablaggio è completato, è necessario controllare attentamente il design del cablaggio da parte dei progettisti è in linea con le regole, le regole allo stesso tempo devono anche confermare se sono conformi alla richiesta del processo di produzione del PCB, linea di ispezione generale da linea a linea, linea e pad di adesione dell'elemento, linea e pori comunicanti, pad di adesione dell'elemento e pori comunicanti, Attraverso il foro e la distanza tra il foro passante è ragionevole, se soddisfare i requisiti di produzione. Se la larghezza del cavo di alimentazione e del cavo di massa è appropriata e se c'è spazio per il cavo di massa da allargare nel PCB. Nota: Alcuni errori possono essere ignorati, ad esempio, parte di Outline di alcuni connettori è posizionata al di fuori del telaio della scheda, quindi sarà sbagliato controllare la spaziatura; Inoltre, dopo ogni modifica del cablaggio e del foro, deve essere ri-rivestito di rame. Revisione secondo la "checklist PCB", comprese le regole di progettazione, la definizione del livello, la larghezza della linea, la spaziatura, i pad, le impostazioni del foro, ma anche concentrarsi sulla revisione della razionalità del layout del dispositivo, dell'alimentazione elettrica, del cablaggio della rete di messa a terra, del cablaggio e della schermatura della rete di clock ad alta velocità, del posizionamento e della connessione del condensatore di disaccoppiamento.

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. Quando si imposta il livello dello schermo di seta Layer, non selezionare il tipo di parte. Seleziona contorno, Testo, and Linec for the top (bottom) and silk screen Layer. Quando si imposta il livello di ogni livello, select Board Outline. Quando si imposta il livello dello schermo di seta, non selezionare il tipo di parte, e selezionare Outline, Text and Line of the top (bottom) and silk screen Layer. D. Non modificare le impostazioni predefinite di alimentazione Scheda PCB durante la generazione di file di perforazione.