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スイッチング電源基板設計とPCBボードレイアウト
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スイッチング電源基板設計とPCBボードレイアウト

スイッチング電源基板設計とPCBボードレイアウト

2022-01-06
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Author:pcb

1. PCBボードレイアウト:パルス電圧接続はできるだけ短いはずです, 入力スイッチ管が変圧器に接続されている場合, そして、出力トランスは整流器チューブに接続する. パルス電流ループはできるだけ小さい, 入力フィルタコンデンサが変圧器にスイッチチューブに正であるので、リターンコンデンサは負である. 変圧器出力端子の整流器管の出力部への出力インダクタへの出力キャパシタへの出力部分は、スイッチング電源の入力端子に可能な限り近くなければならない, 入力回線は他の回路と並列に避けるべきである, 避けるべき. Yキャパシタは、シャーシ接地端子またはFG接続端部に配置されるべきである. 磁気結合を避けるために共通のタッチ誘導と変圧器の間の一定の距離を保つ. 扱いにくいなら, コモンモードインダクタとトランスとの間にシールドを追加することができる. 上記の項目は、スイッチング電源のEMC性能に大きな影響を及ぼす. 一般に, つの出力コンデンサを使用することができます, 整流器チューブと他方の出力端子の近くの1つ, これは電源の出力リップル指数に影響を及ぼす. つの大容量キャパシタの並列効果は1つの大容量キャパシタを使用するよりも良い. 加熱装置は、電解コンデンサから一定の距離を保って、機械全体の寿命を延ばす必要がある. 電解コンデンサはスイッチング電源の寿命の鍵である, 変圧器など, パワーチューブ, 高抵抗抵抗器. 電気分解から距離を保つ, そして、電解の間の熱放散のためにスペースを去ります, 条件が許すならば、それは空気入口に置かれることができます. 制御部に注意しなければならない。高インピーダンス弱信号回路の接続は可能な限り短くすべきである, サンプリングフィードバックループのような. 処理中, 干渉を避ける. 電流サンプリング信号回路, 特に電流制御回路, 扱いにくい. 事故.

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2. スイッチング電源ボードの設計と設計 PCBボード レイアウト

2.1 Switching power supply printed board wiring principle
Line spacing: With the continuous improvement and improvement of the printed circuit board manufacturing process, 行間隔が0以下の場合は問題ありません.一般的な処理プラントの1 mm, ほとんどのアプリケーションを完全に満たすことができます. スイッチング電源に使用されるコンポーネント及び製造プロセスを考慮する, 一般的に、両面ボード線間隔は0に設定される.3 mm, 片面のボードライン間隔は0に設定される.5 mm, パッドとパッド, パッド及びビア又はビア及びビア, 間隔は0に設定される.溶接作業中に「架橋」を避けるために5 mm. このように, ほとんどのボード工場は容易に生産要件を満たすことができる, そして、歩留まりを非常に高くコントロールできます, また、合理的な配線密度を達成することができ、より経済的なコスト. ライン間隔は、信号制御回路及び63 Vより低い電圧の低電圧回路にのみ適している. 行間電圧がこの値より大きいとき, 線間隔は、一般的に500 Vの経験値によって選択することができる/1 mm. いくつかの関連規格が線間隔の明確な規則を持っているという事実の観点から, 規格に従って厳密に実施しなければならない, AC入口端とヒューズ端との間の接続のような. いくつかの電源は大量の要求を有する, モジュラー電源. 一般に, 変圧器の入力側配線間の距離は1 mmであり、実用的であることが証明される. For power products with AC input and (isolated) DC output, 厳密な規則は、安全距離が6 mm以上でなければならないことである. もちろん, これは、関連規格および実施方法によって決定される. 一般に, 安全距離はフィードバック光カプラの両側の距離によって参照することができる, 原理はこの距離以上である. スロットは、絶縁要件を満たすためにcreepage距離を増やすためにオプトカプラの下でプリント板の上で作られることもできます. 一般に, AC入力側の入力側または基板上の構成要素と非絶縁シェルと放射器との間の距離は、5 mmよりも大きくなければならない, そして、出力側およびハウジングまたは放射器上の配線またはコンポーネント間の距離は、2 mm, または厳密に安全規則に従ってください.

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Common methods:
Method 1. 上述の回路基板の傾斜方法は、間隔が十分でない場合に適している. ところで, この方法は、放電ギャップを保護するために一般的に使用される, テレビキネスコスコープのテールプレートと電源のAC入力ではどれが一般的ですか. . この方法は、モジュール式電源で広く使用されている, ポッティング条件下で良好な結果が得られる.
メソッドトゥー, パッド絶縁紙, ブルーシェルペーパーなどの断熱材を使用できます, ポリエステルフィルム, ポリテトラフルオロエチレン配向膜, etc. 一般に, グリーンシェル紙又はポリエステルフィルムは、回路基板と金属ケーシングとの間のパッドへの一般的な電源供給に使用される. この材料は機械的強度が高く、湿気に耐える能力がある. ポリテトラフルオロエチレン配向膜は高温耐性によりモジュール電源に広く使用されている. 絶縁フィルムは、絶縁抵抗を改良するためにコンポーネントと周囲の導体の間に配置することもできる. 注:いくつかのデバイスの絶縁被覆は、安全距離を減らすために絶縁媒体として使用することはできません, 電解コンデンサの外皮のような. 高温条件下で, 外皮は熱収縮してもよい. 電解コンデンサが異常な状況で圧力を妨げられることを確実とするために、大きな電解爆発防止タンクのフロントエンドにスペースを残してください.

2.2 Precautions for PCB copper wire routing
Trace current density: Now most electronic circuits are made of insulating board bound copper. 一般的に使用される回路基板の銅皮の厚さは35, そして、電流密度値は、1 Aに従って取れる/配線のためのMM経験値. 特定の計算, 教科書を参照してください. 配線の機械的強度を確保するために, 線幅は0以上でなければならない.3 mm (other non-power circuit boards may have a smaller line width). 銅の皮の厚さは70, そして、回路基板はスイッチング電源装置でも一般的に使用される, したがって、電流密度はより高くなり得る. 加える, 一般的に使用される回路基板設計ツールソフトウェアは、一般に設計仕様項目を有する, 線幅のような, 線間隔, サイズと他のパラメータを介してドライプレートを設定することができます. 回路基板設計, 設計ソフトウェアは仕様に従って自動的に実行できる, 時間を節約できる, ワークロードの一部を減らす, エラーレートを減らす. 一般に, 両面基板は、高い信頼性要件または高い配線密度を有する回路に使用することができる. 適度なコストと高い信頼性を特徴とする, ほとんどのアプリケーションを満たすことができる. モジュール電源ランクのいくつかの製品も多層ボードを使用します, 変圧器インダクタなどの電力機器を集積するのには主に便利である, 配線と電力管放熱の最適化. それは良い技巧と変圧器の良い一貫性と良い放熱の利点があります, しかし、その欠点はコストが高く柔軟性が悪い, 工業用大規模生産に適したもの. 単板, 市場で循環する汎用スイッチング電源は、ほとんどすべての片面回路基板を使用する, 低コストの利点がある, また、デザインと生産技術のいくつかの措置はまた、その性能を確保することができます. 今日, 片面プリント回路基板設計の経験についてお話します. 片面ボードは低コストかつ容易な製造の特性を有するので, スイッチング電源回路で広く使用されている. それは銅の1つの側面だけを持っているので, 装置の電気的接続と機械的固定が必要である. 銅のその層に頼っている, 取り扱いには気をつけなければならない. 良好な溶接機械構造性能を保証するために, 片面の基板パッドは、銅皮と基板との間の良好な結合力を確保するためにわずかに大きくなければならない, そして、銅の皮は、振動したときに剥離しないか、または切断しない. 一般に, 半田リングの幅は0より大きくなければならない.3mm. パッド穴の直径は、デバイスピンの直径よりわずかに大きくなければならない, でも、大きすぎてはいけません. ピンとパッドの間のはんだ接続距離が短いことを保証する, そして、ディスク穴のサイズは、通常の検査を妨げない., パッド穴の直径は、通常、ピン直径より大きい.1 - 0.2 mm. マルチピンデバイスはまた、スムーズな検査を確実にすることができます. 電気的接続はできるだけ広くなければならない, 原則として, 幅はパッドの直径よりも大きくなければならない. 特別に, 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. 原則的に, 線幅は0より大きい必要があります.5 mm. つのパネルのコンポーネントは、回路基板に近くなければなりません. 頭上の熱放散を必要とする装置のために, スリーブは、デバイスを支持し、絶縁を増加させるためにデバイスと回路基板との間のピンに追加されるべきである. パッドとピンとの間の接続に対する外部の衝撃を最小化または回避する必要がある. 影響, 溶接の硬さを高める. 回路基板上の重い部品は、支持接続点を増加させ、回路基板との接続強度を強めることができる, 変圧器やパワーデバイス放射器など. シェルからの距離に影響を及ぼすことなく、片面半田付け表面ピンを長く保つことができる. 半田付け部の強度を高めることができるという利点がある。, そして、はんだ付け領域と仮想はんだ付けの現象はすぐに見つけることができます. ピンが長くて脚を切るとき, 溶接部分はより少ない力を受ける. 台湾と日本, デバイス・ピンを45度の角度において、回路基板をはんだ付け面の上に曲げ、その後半田付けする工程がしばしば使用される, 原理は上と同じ. 今日, 両面設計についてお話します. より高い要件またはより高い痕跡密度を有するいくつかの応用において, 両面プリント板, そして、彼らのパフォーマンスといろいろな指標は、片面の板より非常によいです. 孔がメタライズされているので、両面基板パッドは、より高い強度を有する, 半田リングは、片面基板よりも小さい, そして、パッド穴の孔直径はピン直径よりわずかに大きいことができる, ハンダ溶液ははんだ付け工程中に半田ホールを通って頂部層に浸透することができるので. はんだ付け信頼性を高めるためのパッド. しかし、欠点があります. 穴が大きすぎるならば, デバイスの一部は、ウエーブはんだ付け中にジェットスズの影響下で浮くことができる, 欠陥を生じる.

2.高電流トレースの処理のための3, 行の幅は前の投稿に従って処理できます. 幅が足りないなら, これは、一般的に厚さを増やすためにトレースをティンニングすることによって解決することができます. 多くの方法がある.
1. トレースをパッド属性に設定する, トレースが回路基板製造中にソルダーレジストで覆われないようにする, そして、熱い空気平準化の間、着色されます.
2. 配線にパッドを置く, パッドをルーティングする必要のある形に設定する, パッドホールをゼロに設定することに注意を払う.
3. はんだマスクにワイヤを置く. この方法は柔軟です, しかし、すべての回路基板メーカーはあなたの意図を理解する, 説明するテキストを使用する必要があります. はんだレジストは、ワイヤが配置されたはんだマスクには適用されない.
回路のピンニングのいくつかの方法は上記のとおりである. 広い痕跡がすべて染まるならば、注意されるべきです, はんだ付け後は多量のはんだが接合される, そして、配布は非常に不均一です, 外観に影響する. 一般に, スズメッキ幅の細長いストリップは1~1です.5 mm, そして、回路によって長さを決定することができる. 錫めっき部分を0で分離する.5~1 mm. 両面回路基板は、大きな選択性を提供する レイアウト 配線, 配線を合理的にすることができる. 接地に関して, 電源グラウンドと信号グランドを分離しなければなりません. 信号接地接続を通過する大きなパルス電流に起因する不安定性の偶発的な要因を避けるために、2つのグラウンドをフィルタキャパシタにおいてマージすることができる. 信号制御ループは可能な限り接地されるべきである. トリックがある, 非接地トレースを同じ配線層に配置しようとする, 別の層に接地線を敷く. 出力ラインは、一般に、フィルタキャパシタ1を通過する, それから、負荷に. 入力ラインはまた、最初にコンデンサを通過しなければならない, それから変圧器に. 理論的な根拠は、リップル電流をフィルタキャパシタ22を通過させることである. 電圧フィードバックサンプリング, 配線を流れる大電流の影響を避けるために, フィードバック電圧のサンプリングポイントを、電源全体の負荷効果指数を改善するために、電源出力端部に配置しなければならない. 1つの配線層から別の配線層への配線変化は、ビア12によって一般的に接続される, そして、それは、デバイス・ピン・パッド30を通して実現されることに適していない, この接続関係がデバイスが挿入されるときに破壊されるかもしれないので, そして、すべての1 Aの電流が通過するとき, 少なくとも2つのビアがあるべきです, ビアの直径は0より大きくなければならない.原則5 mm. 一般的に0.8 mmは処理信頼性を保証できる. デバイスの放熱. いくつかの低電力電源で, 回路基板のトレースはまた、放熱として役立つことができる. その特性は、放熱領域を増加させるために可能な限りトレースが広いことである. ソルダーレジストは塗布しない. できれば, ビアは、強化するために均等に配置することができます PCBボード.