site logo

الحديث عن اعتبارات تصميم لوحة PCB في تصميم تبديل مصدر الطاقة

في تصميم تبديل مصدر الطاقة ، فإن التصميم المادي لـ مجلس الكلور هو الرابط الأخير. إذا كانت طريقة التصميم غير مناسبة ، فقد يشع ثنائي الفينيل متعدد الكلور الكثير من التداخل الكهرومغناطيسي ويتسبب في عدم استقرار مصدر الطاقة. فيما يلي الأمور التي تحتاج إلى الاهتمام في تحليل كل خطوة:

ipcb

تدفق التصميم من التخطيطي لثنائي الفينيل متعدد الكلور

إنشاء معلمات المكون – “قائمة شبكة مبدأ الإدخال -” إعدادات معلمات التصميم – “التخطيط اليدوي -” الأسلاك اليدوية – “تصميم التحقق -” مراجعة – “إخراج CAM.

تخطيط المكون

لقد أثبتت الممارسة أنه حتى إذا كان التصميم التخطيطي للدائرة صحيحًا ولم يتم تصميم لوحة الدوائر المطبوعة بشكل صحيح ، فإن ذلك سيؤثر سلبًا على موثوقية المعدات الإلكترونية. على سبيل المثال ، إذا كان الخطان المتوازيان الرقيقان للوحة المطبوعة قريبين من بعضهما البعض ، فسوف يتسبب ذلك في تأخير شكل موجة الإشارة وضوضاء الانعكاس في نهاية خط النقل ؛ سيؤدي التداخل الناجم عن النظر غير السليم في مصدر الطاقة والخط الأرضي إلى تلف المنتج. يتم تقليل الأداء ، لذلك عند تصميم لوحة الدوائر المطبوعة ، يجب الانتباه إلى اعتماد الطريقة الصحيحة. يحتوي كل مصدر طاقة للتبديل على أربع حلقات حالية:

(1) دائرة تبديل التيار المتردد

(2) مقوم الإخراج دائرة التيار المتردد

(3) مصدر إشارة الدخل الحلقة الحالية

(4) إخراج الحمل الحالي حلقة إدخال حلقة

يتم شحن مكثف الإدخال بواسطة تيار مستمر تقريبي. يعمل مكثف المرشح بشكل أساسي كمخزن للطاقة واسع النطاق ؛ وبالمثل ، يتم استخدام مكثف مرشح الخرج أيضًا لتخزين الطاقة عالية التردد من مقوم الإخراج والقضاء على طاقة التيار المستمر لحلقة تحميل الإخراج. لذلك ، تعتبر أطراف مكثفات مرشح الإدخال والإخراج مهمة جدًا. يجب توصيل دارات تيار الإدخال والإخراج فقط بمصدر الطاقة من أطراف مكثف المرشح على التوالي ؛ إذا كان الاتصال بين دائرة الإدخال / الإخراج ودائرة مفتاح / مقوم الطاقة لا يمكن توصيله بالمكثف ، فإن المحطة متصلة مباشرة ، وسيتم إشعاع طاقة التيار المتردد في البيئة عن طريق مكثف مرشح الإدخال أو الإخراج.

تحتوي دائرة التيار المتردد لمفتاح الطاقة ودائرة التيار المتردد للمقوم على تيارات شبه منحرفة عالية السعة. المكونات التوافقية لهذه التيارات عالية جدًا. التردد أكبر بكثير من التردد الأساسي للمفتاح. يمكن أن تصل سعة الذروة إلى 5 أضعاف سعة تيار الإدخال / الإخراج المستمر. عادة ما يكون وقت الانتقال حوالي 50 نانوثانية.

هاتان الحلقتان هما الأكثر عرضة للتداخل الكهرومغناطيسي ، لذلك يجب وضع حلقات التيار المتردد هذه قبل الخطوط المطبوعة الأخرى في مصدر الطاقة. المكونات الثلاثة الرئيسية لكل حلقة هي مكثفات المرشح أو مفاتيح الطاقة أو المقومات أو المحاثات أو المحولات. ضعهم بجانب بعضهم البعض واضبط موضع المكونات لجعل المسار الحالي بينهم قصيرًا قدر الإمكان. تشبه أفضل طريقة لإنشاء تخطيط مصدر طاقة التبديل تصميمها الكهربائي. أفضل عملية تصميم هي كما يلي:

ضع المحول

تصميم حلقة تبديل الطاقة الحالية

تصميم الناتج حلقة التيار

دائرة التحكم متصلة بدائرة طاقة التيار المتردد

تصميم حلقة مصدر الإدخال الحالي ومرشح الإدخال. تصميم حلقة تحميل الإخراج ومرشح الإخراج وفقًا للوحدة الوظيفية للدائرة. عند وضع جميع مكونات الدائرة ، يجب استيفاء المبادئ التالية:

(1) أولاً ، ضع في اعتبارك حجم الكمبيوتر الشخصي B. عندما يكون حجم الكمبيوتر الشخصي B كبيرًا جدًا ، ستكون الخطوط المطبوعة طويلة ، وستزيد المقاومة ، وستنخفض القدرة على مقاومة الضوضاء ، وستزيد التكلفة ؛ إذا كان حجم الكمبيوتر الشخصي B صغيرًا جدًا ، فلن يكون تبديد الحرارة جيدًا ، وسيتم إزعاج الخطوط المجاورة بسهولة. أفضل شكل للوحة الدائرة هو مستطيل ، ونسبة العرض إلى الارتفاع هي 3: 2 أو 4: 3 ، والمكونات الموجودة على حافة لوحة الدائرة لا تقل عمومًا عن 2 مم من حافة لوحة الدائرة.

(2) عند وضع الجهاز ، ضع في اعتبارك اللحام اللاحق ، وليس كثيفًا جدًا.

(3) خذ المكون الأساسي لكل دائرة وظيفية كمركز وقم بوضعه حوله. يجب أن تكون المكونات مرتبة بشكل متساوٍ ودقيق ومضغوط على الكمبيوتر الشخصي B ، وتقليل وتقصير الخيوط والوصلات بين المكونات ، ويجب أن يكون مكثف الفصل أقرب ما يمكن من VCC للجهاز.

(4) بالنسبة للدوائر التي تعمل بترددات عالية ، يجب مراعاة المعلمات الموزعة بين المكونات. بشكل عام ، يجب ترتيب الدائرة بشكل متوازي قدر الإمكان. وبهذه الطريقة ، فهي ليست جميلة فحسب ، بل إنها أيضًا سهلة التركيب واللحام ، ومن السهل إنتاجها بكميات كبيرة.

(5) رتب موضع كل وحدة دائرة وظيفية وفقًا لتدفق الدائرة ، بحيث يكون التخطيط مناسبًا لتداول الإشارة ، ويتم الاحتفاظ بالإشارة في نفس الاتجاه قدر الإمكان.

(6) المبدأ الأول للتخطيط هو ضمان معدل الأسلاك ، والانتباه إلى اتصال الخيوط الطائرة عند تحريك الجهاز ، ووضع الأجهزة المتصلة معًا.

(7) قم بتقليل منطقة الحلقة قدر الإمكان لمنع التداخل الإشعاعي لمصدر طاقة التحويل.

إعدادات المعلمة

يجب أن تكون المسافة بين الأسلاك المجاورة قادرة على تلبية متطلبات السلامة الكهربائية ، ولتسهيل التشغيل والإنتاج ، يجب أن تكون المسافة واسعة قدر الإمكان. يجب أن يكون الحد الأدنى من التباعد مناسبًا على الأقل للجهد الذي يمكن تحمله. عندما تكون كثافة الأسلاك منخفضة ، يمكن زيادة التباعد بين خطوط الإشارة بشكل مناسب. بالنسبة لخطوط الإشارة ذات الفجوة الكبيرة بين المستويات العالية والمنخفضة ، يجب أن تكون التباعد قصيرًا قدر الإمكان ويجب زيادة التباعد. اضبط تباعد التتبع على 8mil.

يجب أن تكون المسافة من حافة الفتحة الداخلية للوسادة إلى حافة اللوحة المطبوعة أكبر من 1 مم ، وذلك لتجنب عيوب اللوحة أثناء المعالجة. عندما تكون الآثار المتصلة بالفوط رفيعة ، يجب تصميم الاتصال بين الوسادات والآثار في شكل قطرة. ميزة هذا هو أن الفوط ليس من السهل تقشيرها ، ولكن لا يمكن فصل الآثار والوسادات بسهولة.

الأسلاك

يحتوي مصدر طاقة التحويل على إشارات عالية التردد. يمكن أن يعمل أي خط مطبوع على الكمبيوتر الشخصي B كهوائي. سيؤثر طول وعرض الخط المطبوع على ممانعته وتحريضه ، مما يؤثر على استجابة التردد. حتى الخطوط المطبوعة التي تمرر إشارات التيار المستمر يمكن أن تقترن بإشارات تردد الراديو من الخطوط المطبوعة المجاورة وتسبب مشاكل في الدائرة (وحتى تشع إشارات التداخل مرة أخرى). لذلك ، يجب تصميم جميع الخطوط المطبوعة التي تمر بتيار التيار المتردد لتكون قصيرة وواسعة قدر الإمكان ، مما يعني أنه يجب وضع جميع المكونات المتصلة بالخطوط المطبوعة وخطوط الطاقة الأخرى في مكان قريب جدًا.

يتناسب طول الخط المطبوع مع المحاثة والمقاومة التي يعرضها ، بينما يتناسب العرض عكسًا مع محاثة ومقاومة الخط المطبوع. يعكس الطول الطول الموجي لاستجابة الخط المطبوع. كلما زاد الطول ، انخفض التردد الذي يمكن للخط المطبوع إرسال واستقبال الموجات الكهرومغناطيسية ، ويمكنه أن يشع المزيد من طاقة التردد اللاسلكي. وفقًا لتيار لوحة الدوائر المطبوعة ، حاول زيادة عرض خط الطاقة لتقليل مقاومة الحلقة. في نفس الوقت ، اجعل اتجاه خط الطاقة والخط الأرضي متناسقًا مع اتجاه التيار ، مما يساعد على تعزيز القدرة على مقاومة الضوضاء. التأريض هو الفرع السفلي من الحلقات الأربع الحالية لمزود طاقة التبديل. إنها تلعب دورًا مهمًا كنقطة مرجعية مشتركة للدائرة. إنها طريقة مهمة للتحكم في التداخل.

لذلك ، يجب مراعاة موضع سلك التأريض بعناية في التخطيط. سيؤدي خلط مختلف أنواع التأريض إلى إمداد طاقة غير مستقر.

يجب الانتباه إلى النقاط التالية في تصميم الأسلاك الأرضية:

1. اختر التأريض بنقطة واحدة بشكل صحيح. بشكل عام ، يجب أن يكون الطرف المشترك لمكثف المرشح هو نقطة الاتصال الوحيدة لاقتران نقاط التأريض الأخرى بأرض التيار المتناوب للتيار العالي. يجب أن يكون متصلاً بنقطة التأريض لهذا المستوى ، مع الأخذ في الاعتبار بشكل أساسي أن التيار المتدفق إلى الأرض في كل جزء من الدائرة قد تغير. ستؤدي مقاومة خط التدفق الفعلي إلى تغيير إمكانات الأرض لكل جزء من الدائرة وإحداث تداخل. في مصدر طاقة التبديل هذا ، يكون تأثير الأسلاك والتحريض بين الأجهزة ضئيلًا ، ويكون للتيار المتداول الذي تشكله دائرة التأريض تأثير أكبر على التداخل. متصلة بالدبوس الأرضي ، يتم أيضًا توصيل الأسلاك الأرضية للعديد من مكونات حلقة تيار مقوم الخرج بالمسامير الأرضية لمكثفات المرشح المقابلة ، بحيث يعمل مصدر الطاقة بشكل أكثر ثباتًا وليس من السهل إثارة نفسه. قم بتوصيل اثنين من الثنائيات أو المقاوم الصغير ، في الواقع ، يمكن توصيله بقطعة مركزة نسبيًا من رقائق النحاس.

2. قم بتثخين سلك التأريض قدر الإمكان. إذا كان سلك التأريض رقيقًا جدًا ، فإن إمكانية الأرض ستتغير مع تغير التيار ، مما يؤدي إلى عدم استقرار مستوى إشارة التوقيت للمعدات الإلكترونية ، وسيتدهور أداء مكافحة الضوضاء. لذلك ، من الضروري التأكد من أن كل محطة تأريض كبيرة الحالية تستخدم الأسلاك المطبوعة بأكبر قدر ممكن من القصر والعرض قدر الإمكان ، وتوسيع عرض الأسلاك الكهربائية والأرضية قدر الإمكان. من الأفضل جعل الأسلاك الأرضية أوسع من أسلاك الطاقة. علاقتهم هي: سلك إشارة “سلك الطاقة” الأرضي. يجب أن يكون العرض أكبر من 3 مم ، ويمكن أيضًا استخدام مساحة كبيرة من الطبقة النحاسية كسلك أرضي ، والأماكن غير المستخدمة على لوحة الدوائر المطبوعة متصلة بالأرض كسلك أرضي. عند إجراء الأسلاك العالمية ، يجب أيضًا اتباع المبادئ التالية:

(1) اتجاه الأسلاك: من منظور سطح اللحام ، يجب أن يكون ترتيب المكونات متسقًا قدر الإمكان مع المخطط التخطيطي. من الأفضل أن يكون اتجاه الأسلاك متسقًا مع اتجاه الأسلاك في مخطط الدائرة ، نظرًا لأن العديد من المعلمات مطلوبة عادةً على سطح اللحام أثناء عملية الإنتاج. الفحص ، لذلك يعد هذا مناسبًا للفحص وتصحيح الأخطاء والإصلاح في الإنتاج (ملاحظة: تشير إلى فرضية تلبية أداء الدائرة ومتطلبات تركيب الماكينة بالكامل وتخطيط اللوحة).

(2) عند تصميم مخطط الأسلاك ، يجب ألا ينحني الأسلاك قدر الإمكان ، ويجب ألا يتغير عرض الخط على القوس المطبوع فجأة. يجب أن تكون زاوية السلك 90 درجة ، ويجب أن تكون الخطوط بسيطة وواضحة.

(3) لا يُسمح بالدوائر المتقاطعة في الدائرة المطبوعة. بالنسبة للخطوط التي قد تتقاطع ، يمكنك استخدام “حفر” و “لف” لحل المشكلة. أي ، دع رصاصة معينة “تحفر” عبر الفجوة تحت مقاومات ومكثفات ودبابيس الصمام الثلاثي الأخرى ، أو “رياح” من خلال نهاية سلك معين قد يتقاطع. في ظروف خاصة ، ما مدى تعقيد الدائرة ، يُسمح أيضًا بتبسيط التصميم. استخدم الأسلاك للتوصيل لحل مشكلة الدائرة المتقاطعة. نظرًا للوحة أحادية الجانب ، توجد المكونات المضمنة على السطح إلى p وتوجد الأجهزة المثبتة على السطح على السطح السفلي. لذلك ، يمكن أن تتداخل الأجهزة المضمنة مع الأجهزة المثبتة على السطح أثناء التخطيط ، ولكن يجب تجنب تداخل الوسادات.

3. أرض الإدخال والإخراج الأرضي إن مصدر طاقة التحويل هذا عبارة عن جهد منخفض DC-DC. لتغذية جهد الخرج مرة أخرى إلى المستوى الأساسي للمحول ، يجب أن يكون للدوائر على كلا الجانبين أرضية مرجعية مشتركة ، لذلك بعد وضع النحاس على الأسلاك الأرضية على كلا الجانبين ، يجب توصيلها معًا لتشكيل أرضية مشتركة.

اختبار، فحص

بعد اكتمال تصميم الأسلاك ، من الضروري التحقق بعناية مما إذا كان تصميم الأسلاك يتوافق مع القواعد التي وضعها المصمم ، وفي الوقت نفسه ، من الضروري تأكيد ما إذا كانت القواعد الموضوعة تلبي متطلبات عملية إنتاج اللوحة المطبوعة . بشكل عام ، تحقق من الخطوط والخطوط والخطوط وألواح المكونات والخطوط. ما إذا كانت المسافات من خلال الثقوب ومنصات المكونات ومن خلال الثقوب ومن خلال الثقوب وعبر الثقوب معقولة ، وما إذا كانت تلبي متطلبات الإنتاج أم لا. ما إذا كان عرض خط الطاقة والخط الأرضي مناسبين ، وما إذا كان هناك مكان لتوسيع الخط الأرضي في PCB. ملاحظة: يمكن تجاهل بعض الأخطاء. على سبيل المثال ، عند وضع جزء من المخطط التفصيلي لبعض الموصلات خارج إطار اللوحة ، ستحدث أخطاء عند التحقق من التباعد ؛ بالإضافة إلى ذلك ، في كل مرة يتم فيها تعديل الأسلاك وفتحات التوصيل ، يجب إعادة طلاء النحاس.