PCB Блог - Спецификация конструкции печатных плат при производстве импульсных регуляторов

При проектировании и производстве источников питания очень важны проектирование и производство печатных плат. В любой конструкции импульсного источника питания физический дизайн печатной платы является связующим звеном. Если метод проектирования не подходит, печатная плата может вызвать много проблем. Основываясь на многолетнем опыте проектирования печатных плат, особенно опыте проектирования и производства источников питания, автор анализирует вопросы, требующие внимания на каждом этапе.

Поток проектирования

Процесс проектирования от чертежа до печатной платы: установление параметров компонентов → входной список соединений → настройка параметров проектирования → ручная компоновка → ручная маршрутизация → проверочный дизайн → просмотр → вывод CAM. 

Требования электробезопасности

Расстояние между проводами должно соответствовать требованиям электробезопасности, расстояние должно быть, по крайней мере, соответствующим выдерживаемому напряжению, а для удобства эксплуатации и производства расстояние должно быть как можно больше. Когда плотность проводки низкая, шаг сигнальных линий может быть соответствующим образом увеличен. Для сигнальных линий с высокой и низкой разницей уровней расстояние должно быть максимально увеличено, обычно на 8 мил. Расстояние от края внутреннего отверстия площадки до края печатной платы должно быть больше 1 мм, чтобы избежать дефекта площадки во время обработки. Когда дорожки, соединенные с колодками, тонкие, соединение между колодками и дорожками должно иметь форму капли воды, преимущество которой состоит в том, что колодки нелегко отделить, а дорожки и колодки нелегко разъединить.  спецификация печатной платы

Компоновка компонентов

Практика компоновки компонентов показала, что даже при правильном схемотехническом решении печатная плата спроектирована неправильно, что отрицательно сказывается на надежности электронного оборудования. Например, если две тонкие параллельные линии на печатной плате расположены близко друг к другу, это вызовет задержку формы волны сигнала, что приведет к возникновению шума отражения в конце линии передачи. Поэтому при проектировании печатной платы следует обратить внимание на правильный метод. Импульсный источник питания имеет четыре контура тока: контур переменного тока переключателя мощности, контур переменного тока выходного выпрямителя, контур тока источника входного сигнала и контур тока выходной нагрузки. Входной контур заряжает входной конденсатор приблизительным током постоянного тока, а конденсатор фильтра в основном действует как широкополосный накопитель энергии; аналогично, конденсатор выходного фильтра также используется для накопления высокочастотной энергии от выходного выпрямителя, устраняя при этом энергию постоянного тока контура выходной нагрузки. Поэтому цепи входного и выходного тока следует подключать к источнику питания только с выводов конденсатора фильтра; если соединение между входной/выходной цепью и цепью силового выключателя/выпрямителя не может быть напрямую подключено к клеммам конденсатора, энергия переменного тока будет проходить через вход или выход. фильтровать конденсатор и излучать в окружающую среду. Петля переменного тока силового ключа и петля переменного тока выпрямителя содержат трапециевидные токи большой амплитуды. Эти токи имеют высокое содержание гармоник, а их частоты намного превышают основную частоту переключения. Пиковая амплитуда может в 5 раз превышать амплитуду непрерывного входного/выходного постоянного тока. Время перехода обычно составляет около 50 нс. Эти две петли подвержены электромагнитным помехам, поэтому эти петли переменного тока должны быть проложены перед другими дорожками в источнике питания. Конденсаторы фильтра, силовые ключи или выпрямители, катушки индуктивности или трансформаторы для каждого контура должны располагаться рядом друг с другом так, чтобы путь тока между ними был как можно короче.

При компоновке всех компонентов схемы следует придерживаться следующих принципов:

1) Когда размер печатной платы слишком велик, печатные линии будут длинными, импеданс увеличится, шумоподавляющая способность уменьшится, а стоимость также увеличится; если он слишком мал, рассеивание тепла будет плохим, и соседние линии будут легко мешать. Форма печатной платы прямоугольная, соотношение сторон 3:2 или 4:3, а компоненты, расположенные на краю печатной платы, обычно находятся на расстоянии не менее 2 мм от края печатной платы.

2) При размещении устройства учитывайте последующую пайку, не слишком плотную.

3) Расположение компонентов каждой функциональной схемы в центре. Компоненты должны быть расположены на печатной плате ровно, аккуратно и компактно, минимизированы и укорочены выводы и соединения между компонентами, а развязывающие конденсаторы должны быть максимально приближены к VCC устройства.

4) Для цепей, работающих на высоких частотах, следует учитывать параметры распределения между компонентами. В общих схемах компоненты должны быть расположены максимально параллельно. Таким образом, он не только красив, но и прост в установке и сварке, а также прост в массовом производстве.

5) Расположите позиции каждого функционального блока схемы в соответствии с процессом схемы, чтобы компоновка была удобной для циркуляции сигнала, а направление передачи сигнала сохранялось как можно более последовательным.

6) Первый принцип компоновки заключается в том, чтобы обеспечить скорость прокладки проводки, обратить внимание на соединение летучих проводов при перемещении устройств и соединить устройства с взаимосвязью.

7) Максимально уменьшите площадь контура, чтобы подавить интерференцию излучения импульсного источника питания.

Высокочастотная обработка

Длина и ширина провода влияют на его импеданс и индуктивность, что, в свою очередь, влияет на частотную характеристику. Даже трассы, проходящие через сигналы постоянного тока, могут соединяться с РЧ-сигналами от соседних трасс и вызывать проблемы в цепи (или даже снова излучать мешающие сигналы). Поэтому все трассы, по которым проходит переменный ток, должны быть как можно короче и шире, а это означает, что все компоненты, подключенные к трассам и другим линиям электропередач, должны располагаться близко друг к другу. В зависимости от величины тока печатной платы попробуйте увеличить ширину линии питания, чтобы уменьшить сопротивление контура. В то же время сделайте направление линии электропередачи и линии заземления соответствующим направлению тока, что поможет повысить шумоподавляющую способность. Заземление – это нижняя ветвь четырех токовых петель импульсного источника питания. Он играет важную роль в качестве общей точки отсчета цепи и является важным фактором контроля помех. Поэтому размещение заземляющего провода должно быть тщательно продумано в схеме. Смешивание различных заземлений приведет к нестабильной работе источника питания. При проектировании заземляющего провода следует обратить внимание на следующие моменты.

Правильно выбрать одноточечное заземление

Обычно общая клемма конденсатора должна быть точкой соединения, где другие точки заземления соединены с землей сильноточного переменного тока, точка заземления той же цепи должна быть как можно ближе, а конденсатор силового фильтра цепи этот каскад также должен быть подключен к точке заземления этого каскада. Возможно применение одноточечного заземления, то есть заземляющие провода нескольких устройств в токовой петле силового выключателя подключаются к заземляющим штырям, а заземляющие провода нескольких устройств в токовой петле выходного выпрямителя подключаются к земле. контакты соответствующих фильтрующих конденсаторов, чтобы блок питания работал более стабильно, не легко самовозбуждался. Когда единая точка не может быть достигнута, подключите два диода или небольшой резистор к общему заземлению или подключите его к относительно плотному куску медной фольги.

Попробуйте утолщать заземляющий провод

Заземляющий провод очень тонкий, и потенциал земли меняется в зависимости от тока, что делает уровень синхронизирующего сигнала электронного оборудования нестабильным, а шумоподавляющие характеристики ухудшаются. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы каждая сильноточная заземляющая клемма была напечатана как можно короче и шире Провод, постарайтесь расширить ширину силового и заземляющего проводов. Провод заземления шире провода питания. Связь между ними: провод заземления > провод питания > сигнальный провод. Если возможно, ширина заземляющего провода должна быть больше 3 мм. Слой используется как заземляющий провод, а неиспользуемые места на печатной плате подключаются к земле в качестве заземляющего провода.

Рекомендации по глобальной маршрутизации

От интерфейса расположение компонентов должно максимально соответствовать принципиальной схеме, а направление проводки должно соответствовать направлению проводки на принципиальной схеме. На схеме проводки дорожки должны быть повернуты как можно меньше, ширина линий на печатной дуге не должна резко меняться, углы проводов должны быть ‰¥90°, а линии должны быть простыми и четкими. Перекрёстные замыкания в цепи не допускаются. Для линий, которые могут пересекаться, вы можете использовать два метода «сверления» и «наматывания». То есть пусть вывод «высверливается» из зазора под другими резисторами, конденсаторами и выводами триода или «наматывается» с одного конца вывода, который может пересекаться. Если схема очень сложная, допускается также использование проволочной перемычки для упрощения конструкции для решения проблемы перекрестного замыкания. спецификация печатной платы

Осмотр и обзор

После завершения проектирования необходимо тщательно проверить, соответствует ли схема разводки правилам, установленным проектировщиком, и в то же время необходимо подтвердить, соответствуют ли разработанные правила требованиям процесса производства печатной платы. Как правило, проверьте, является ли расстояние между проводом и проводом, проводом и контактной площадкой компонента, проводом и сквозным отверстием, контактной площадкой компонента и сквозным отверстием, сквозным отверстием и сквозным отверстием и соответствует ли оно производственным требованиям. Соответствует ли ширина линии питания и линии заземления, и есть ли на печатной плате какое-либо место, которое может расширить линию заземления. Согласно «Контрольному списку печатных плат», содержимое включает правила проектирования, определение слоев, ширину линий, интервалы, контактные площадки и настройки переходных отверстий. Также необходимо рассмотреть рациональность компоновки устройств, маршрутизации электроснабжения и наземной сети, а также высокоскоростной тактовой сети. Разводка и экранирование, размещение и подключение развязывающих конденсаторов на печатных плат.