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Specifiche di progettazione della scheda PCB nella produzione di regolatori di commutazione
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Specifiche di progettazione della scheda PCB nella produzione di regolatori di commutazione

Specifiche di progettazione della scheda PCB nella produzione di regolatori di commutazione

2022-07-21
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Author:pcb

Nella progettazione e produzione di alimentazione elettrica, la progettazione e la produzione di Scheda PCB è molto importante. In qualsiasi progetto di alimentazione di commutazione, la progettazione fisica del Scheda PCB è un collegamento. Se il metodo di progettazione non è appropriato, il Scheda PCB può causare molti problemi. Sulla base di anni di esperienza in Scheda PCB progettazione, in particolare l'esperienza nella progettazione e produzione di alimentatori, l'autore analizza le questioni che richiedono attenzione in ogni fase.


Flusso di progettazione

Il processo di progettazione dal disegno alla scheda PCB è: determinazione dei parametri dei componenti â 1344'  input principal netlist â 1344'  impostazione dei parametri di progettazione â 1344'  layout manuale â 1344'  routing â 1344'  verifica design â 1344'  revisione â 1344'  uscita CAM.

Scheda PCB

Requisiti di sicurezza elettrica

La distanza dei fili deve soddisfare i requisiti di sicurezza elettrica, la distanza deve essere almeno adatta alla tensione di resistenza e per facilità di funzionamento e produzione, la distanza deve essere il più ampia possibile. Quando la densità di cablaggio è bassa, il passo delle linee di segnale può essere aumentato in modo appropriato. Per le linee di segnale con differenze di livello alto e basso, la distanza dovrebbe essere aumentata il più possibile, generalmente 8mil. La distanza dal bordo del foro interno del pad al bordo della scheda stampata dovrebbe essere maggiore di 1mm, in modo da evitare il difetto del pad durante l'elaborazione. Quando le tracce collegate ai pad sono sottili, il collegamento tra i pad e le tracce dovrebbe essere progettato in una forma di goccia d'acqua, che ha il vantaggio che i pad non sono facili da sbucciare e le tracce e i pad non sono facilmente scollegati.


Disposizione dei componenti

La pratica del layout dei componenti ha dimostrato che anche se la progettazione schematica del circuito è corretta, il circuito stampato non è progettato correttamente, il che influenzerà negativamente l'affidabilità delle apparecchiature elettroniche. Ad esempio, se due sottili linee parallele sulla scheda stampata sono vicine tra loro, causerà un ritardo nella forma d'onda del segnale, con conseguente rumore di riflessione alla fine della linea di trasmissione. Pertanto, quando si progetta il circuito stampato, si dovrebbe prestare attenzione al metodo corretto. L'alimentazione elettrica di commutazione ha quattro cicli di corrente: il loop AC dell'interruttore di alimentazione, il loop AC del raddrizzatore di uscita, il loop corrente della sorgente del segnale di ingresso e il loop corrente del carico di uscita. Il ciclo di ingresso carica il condensatore di ingresso con una corrente CC approssimativa e il condensatore filtro agisce principalmente come uno stoccaggio di energia a banda larga; Allo stesso modo, il condensatore del filtro di uscita viene utilizzato anche per memorizzare l'energia ad alta frequenza dal raddrizzatore di uscita, eliminando l'energia DC del ciclo di carico di uscita. Pertanto, i circuiti di corrente in ingresso e in uscita dovrebbero essere collegati solo all'alimentazione elettrica dai terminali del condensatore del filtro; se il collegamento tra il circuito di ingresso/uscita e il circuito di commutazione/raddrizzatore non può essere collegato direttamente ai terminali del condensatore, l'energia CA passerà attraverso l'ingresso o l'uscita. Filtrare condensatore e irradiare all'ambiente. Il ciclo AC dell'interruttore di alimentazione e il ciclo AC del raddrizzatore contiene correnti trapezoidali ad alta ampiezza. Queste correnti hanno un alto contenuto armonico, e le loro frequenze sono molto più grandi della frequenza fondamentale di commutazione. L'ampiezza di picco può essere fino a 5 volte l'ampiezza della corrente continua in ingresso/uscita DC. Il tempo di transizione è solitamente di circa 50ns. Questi due loop sono soggetti a interferenze elettromagnetiche, quindi questi loop CA devono essere instradati prima di altre tracce nell'alimentazione elettrica. Condensatori filtranti, interruttori di potenza o raddrizzatori, induttori o trasformatori per ogni ciclo dovrebbero essere posizionati uno accanto all'altro in modo che il percorso di corrente tra di loro sia il più breve possibile.


Quando si stabiliscono tutti i componenti del circuito, devono essere seguiti i seguenti principi:

1) Quando la dimensione della scheda PCB è troppo grande, le linee stampate saranno lunghe, l'impedenza aumenterà, la capacità anti-rumore diminuirà e anche il costo aumenterà; se è troppo piccolo, la dissipazione del calore sarà scarsa e le linee adiacenti avranno facilmente interferito. La forma del circuito stampato è rettangolare, il rapporto di aspetto è 3: 2 o 4: 3 e i componenti situati sul bordo del circuito stampato sono generalmente non meno di 2 mm dal bordo del circuito stampato.

2) Quando si posiziona il dispositivo, considerare la successiva saldatura, non troppo densa.

3) Layout con i componenti di ogni circuito funzionale come centro. I componenti dovrebbero essere disposti in modo uniforme, ordinato e compatto sul PCB, minimizzare e accorciare i cavi e le connessioni tra i componenti e i condensatori di disaccoppiamento dovrebbero essere il più vicino possibile al VCC del dispositivo.

4) Per i circuiti che funzionano ad alte frequenze, i parametri di distribuzione tra i componenti dovrebbero essere considerati. In generale, i componenti dovrebbero essere disposti in parallelo il più possibile. In questo modo, non è solo bello, ma anche facile da installare e saldare e facile da produrre in serie.

5) Organizzare le posizioni di ogni unità di circuito funzionale secondo il processo del circuito, in modo che il layout sia conveniente per la circolazione del segnale e la direzione di trasmissione del segnale sia mantenuta il più coerente possibile.

6) Il primo principio di layout è quello di garantire la velocità di routing del cablaggio, prestare attenzione alla connessione dei fili volanti quando si muovono i dispositivi e mettere insieme i dispositivi con una relazione di connessione.

7) Ridurre l'area del ciclo il più possibile per sopprimere l'interferenza di radiazione dell'alimentatore di commutazione.


Elaborazione ad alta frequenza

La lunghezza e la larghezza del filo influenzano la sua impedenza e induttanza, che a sua volta influisce sulla risposta in frequenza. Anche le tracce che passano attraverso i segnali DC possono accoppiarsi a segnali RF provenienti da tracce adiacenti e causare problemi di circuito (o addirittura irradiare nuovamente segnali interferenti). Tutte le tracce che trasportano corrente CA dovrebbero quindi essere progettate in modo da essere il più corto e largo possibile, il che significa che tutti i componenti collegati a tracce e altre linee elettriche devono essere posizionati vicini tra loro. Secondo le dimensioni della corrente del circuito stampato, cercare di aumentare la larghezza della linea elettrica per ridurre la resistenza del ciclo. Allo stesso tempo, rendere la direzione della linea elettrica e della linea di terra coerente con la direzione della corrente, che contribuirà a migliorare la capacità anti-rumore. La messa a terra è il ramo inferiore dei quattro cicli di corrente dell'alimentazione di commutazione. Svolge un ruolo importante come punto di riferimento comune del circuito ed è un fattore importante nel controllo delle interferenze. Pertanto, il posizionamento del filo di terra dovrebbe essere attentamente considerato nel layout. Miscelare vari motivi causerà operazioni instabili di alimentazione elettrica. I seguenti punti dovrebbero essere prestati attenzione nella progettazione del filo di terra.


1. Scegliere correttamente la messa a terra a punto singolo

Di solito, il terminale comune del condensatore dovrebbe essere il punto di connessione in cui altri punti di terra sono accoppiati alla terra AC ad alta corrente, il punto di terra dello stesso circuito dovrebbe essere il più vicino possibile e il condensatore del filtro di potenza del circuito di questa fase dovrebbe anche essere collegato al punto di terra di questa fase. La messa a terra a un punto può essere utilizzata, cioè i fili di terra di diversi dispositivi nel ciclo corrente dell'interruttore di alimentazione sono collegati ai perni di terra e i fili di terra di diversi dispositivi nel ciclo corrente del raddrizzatore di uscita sono collegati ai perni di terra dei condensatori filtranti corrispondenti, in modo che l'alimentazione funzioni più stabile, non facile da auto-eccitare. Quando un singolo punto non può essere raggiunto, collegare due diodi o una piccola resistenza al terreno comune, o collegarlo a un pezzo relativamente concentrato di foglio di rame.


2. Prova ad addensare il filo di terra

Il filo di terra è molto sottile e il potenziale di terra cambia con la corrente, il che rende instabile il livello del segnale di temporizzazione dell'apparecchiatura elettronica e deteriora le prestazioni anti-rumore. Pertanto, è necessario assicurarsi che ogni terminale di terra ad alta corrente sia stampato il più breve e largo possibile Filo, cercare di allargare la larghezza dei cavi di alimentazione e di massa. Il cavo di massa è più largo del cavo di alimentazione. La relazione tra loro è filo di terra > filo di alimentazione > filo di segnale. Se possibile, la larghezza del filo di terra dovrebbe essere maggiore di 3mm. Lo strato viene utilizzato come filo di terra e i luoghi inutilizzati sulla scheda stampata sono collegati alla terra come filo di terra.



Considerazioni di orientamento globale

Dall'interfaccia, la disposizione dei componenti dovrebbe essere il più coerente possibile con lo schema schematico e la direzione del cablaggio dovrebbe essere coerente con la direzione del cablaggio del diagramma del circuito. Nel diagramma di cablaggio, le tracce dovrebbero essere girate il meno possibile, la larghezza della linea sull'arco di stampa non dovrebbe essere bruscamente cambiata, gli angoli dei fili dovrebbero essere â90°, e le linee dovrebbero essere semplici e chiare. I circuiti incrociati non sono ammessi nel circuito. Per le linee che possono attraversare, è possibile utilizzare due metodi di "perforazione" e "avvolgimento". Cioè, lasciare che un piombo "trapani" dallo spazio sotto altre resistenze, condensatori e perni triodi, o "avvolgere" da un'estremità di un cavo che può attraversare. Se il circuito è molto complesso, è anche consentito utilizzare un saltacavo per semplificare il design per risolvere il problema del cross-circuit.


Ispezione e revisione

Dopo il completamento del progetto, è necessario verificare attentamente se il design del cablaggio è conforme alle regole fatte dal progettista, e allo stesso tempo, è necessario confermare se le norme adottate soddisfano i requisiti del processo di produzione del cartone stampato. Generalmente controllare se la distanza tra filo e filo, filo e pad di componenti, filo e attraverso il foro, pad componente e attraverso il foro, Attraverso il foro e attraverso il foro è ragionevole e se soddisfa i requisiti di produzione. Se la larghezza della linea elettrica e della linea di terra è appropriata, e se c'è un posto nel PCB che può allargare la linea di terra. Secondo la "Lista di controllo PCB Board", i contenuti includono regole di progettazione, definizione del livello, larghezza della linea, spaziatura, pastiglie, e tramite impostazioni. È inoltre necessario rivedere la razionalità del layout del dispositivo, alimentazione elettrica e routing della rete a terra, e rete di clock ad alta velocità. Il cablaggio e la schermatura, posizionamento, e collegamento di condensatori di disaccoppiamento su Scheda PCB.