U dizajnu prekidačkog napajanja, fizički dizajn PCB ploča je posljednja veza. Ako je metoda dizajna neispravna, PCB može zračiti previše elektromagnetnih smetnji i uzrokovati nestabilan rad napajanja. Sljedeće su stvari na koje treba obratiti pažnju u svakom koraku analize:

Tok dizajna od šeme do PCB-a

Uspostavljanje parametara komponenti-“princip ulaza netlist-“podešavanje parametara dizajna-” ručni raspored-“ručno ožičenje-“verifikacioni dizajn-” pregled-“CAM izlaz.

Raspored komponenti

Praksa je pokazala da čak i ako je shematski dizajn kola ispravan, a štampana ploča nije pravilno dizajnirana, to će negativno uticati na pouzdanost elektronske opreme. Na primjer, ako su dvije tanke paralelne linije štampane ploče blizu jedna drugoj, to će uzrokovati kašnjenje talasnog oblika signala i šum refleksije na kraju dalekovoda; smetnje uzrokovane nepravilnim razmatranjem napajanja i uzemljenja dovest će do oštećenja proizvoda. Performanse su smanjene, pa pri projektovanju štampane ploče treba obratiti pažnju na usvajanje ispravne metode. Svako prekidačko napajanje ima četiri strujne petlje:

(1) Prekidač napajanja AC krug

(2) izlazni ispravljač AC krug

(3) strujna petlja izvora ulaznog signala

(4) izlazna strujna petlja ulazna petlja

Ulazni kondenzator se puni približnom istosmjernom strujom. Filterski kondenzator uglavnom djeluje kao širokopojasno skladište energije; Slično, kondenzator izlaznog filtera se također koristi za skladištenje visokofrekventne energije iz izlaznog ispravljača i eliminaciju istosmjerne energije izlazne petlje opterećenja. Stoga su terminali ulaznih i izlaznih filterskih kondenzatora vrlo važni. Ulazni i izlazni strujni krugovi trebaju biti povezani na napajanje samo sa terminala filterskog kondenzatora; ako se veza između ulazno/izlaznog kruga i kruga prekidača/ispravljača ne može spojiti na kondenzator. Terminal je direktno povezan, a AC energija će se zračiti u okolinu od strane ulaznog ili izlaznog filterskog kondenzatora.

AC krug prekidača za napajanje i AC krug ispravljača sadrže trapezoidne struje velike amplitude. Harmonične komponente ovih struja su veoma visoke. Frekvencija je mnogo veća od osnovne frekvencije prekidača. Maksimalna amplituda može biti čak 5 puta veća od amplitude kontinuirane ulazne/izlazne istosmjerne struje. Vrijeme prijelaza je obično približno 50 ns.

Ove dvije petlje su najsklone elektromagnetnim smetnjama, tako da ove AC petlje moraju biti postavljene prije ostalih ispisanih linija u napajanju. Tri glavne komponente svake petlje su filter kondenzatori, prekidači za napajanje ili ispravljači, induktori ili transformatori. Postavite ih jednu pored druge i prilagodite položaj komponenti kako bi trenutni put između njih bio što kraći. Najbolji način za uspostavljanje rasporeda prekidačkog napajanja sličan je njegovom električnom dizajnu. Najbolji proces dizajna je sljedeći:

postavite transformator

dizajn strujne petlje prekidača za napajanje

Projektovati izlaznu strujnu petlju ispravljača

Upravljački krug spojen na strujni krug naizmjenične struje

Dizajnirajte petlju izvora ulazne struje i ulazni filter. Dizajnirajte izlaznu petlju opterećenja i izlazni filter prema funkcionalnoj jedinici kola. Prilikom postavljanja svih komponenti kola, moraju se poštovati sljedeća načela:

(1) Prvo, uzmite u obzir veličinu PC-a B. Kada je veličina PC-a B prevelika, odštampane linije će biti dugačke, impedancija će se povećati, sposobnost protiv buke će se smanjiti, a troškovi će se povećati; ako je PC B veličina premala, rasipanje topline neće biti dobro, a susjedne linije će se lako poremetiti. Najbolji oblik ploče je pravougaonik, omjer širine i visine je 3:2 ili 4:3, a komponente smještene na ivici ploče obično nisu manje od 2 mm od ruba ploče.

(2) Prilikom postavljanja uređaja uzmite u obzir naknadno lemljenje, ne previše gusto.

(3) Uzmite jezgro svakog funkcionalnog kola kao centar i rasporedite ga oko njega. Komponente treba da budu ravnomerno, uredno i kompaktno raspoređene na PC B, minimiziraju i skraćuju vodove i veze između komponenti, a kondenzator za razdvajanje treba da bude što je moguće bliže VCC uređaja.

(4) Za kola koja rade na visokim frekvencijama, moraju se uzeti u obzir raspoređeni parametri između komponenti. Općenito, kolo treba biti raspoređeno paralelno što je više moguće. Na ovaj način ne samo da je lijep, već je i jednostavan za ugradnju i zavarivanje, te lak za masovnu proizvodnju.

(5) Rasporedite položaj svake funkcionalne jedinice kola u skladu sa protokom kola, tako da je raspored pogodan za cirkulaciju signala, a da se signal drži u istom smeru koliko je to moguće.

(6) Prvi princip rasporeda je osigurati brzinu ožičenja, obratiti pažnju na spajanje letećih vodova prilikom pomicanja uređaja i spojiti povezane uređaje.

(7) Smanjite područje petlje što je više moguće kako biste suzbili smetnje zračenja prekidačkog napajanja.

postavke parametara

Udaljenost između susjednih žica mora biti u stanju zadovoljiti zahtjeve električne sigurnosti, a kako bi se olakšao rad i proizvodnja, razmak treba biti što veći. Minimalni razmak mora biti barem prikladan za podnošljiv napon. Kada je gustina ožičenja mala, razmak signalnih vodova može se na odgovarajući način povećati. Za signalne vodove sa velikim razmakom između visokog i niskog nivoa, razmak treba biti što kraći, a razmak treba povećati. Postavite razmak traga na 8 mil.

Rastojanje od ivice unutrašnje rupe tampona do ivice štampane ploče treba da bude veće od 1 mm, kako bi se izbegli defekti jastučića tokom obrade. Kada su tragovi povezani s jastučićima tanki, veza između jastučića i tragova treba biti oblikovana u obliku kapljice. Prednost ovoga je što se jastučići ne gule lako, ali se tragovi i jastučići ne mogu lako odvojiti.

Ožičenje

Prekidačko napajanje sadrži visokofrekventne signale. Bilo koja štampana linija na PC-u B može funkcionirati kao antena. Dužina i širina štampane linije će uticati na njenu impedanciju i induktivnost, čime će uticati na frekvencijski odziv. Čak i štampane linije koje prolaze jednosmerne signale mogu se povezati sa radiofrekvencijskim signalima sa susednih štampanih linija i uzrokovati probleme sa kola (pa čak i ponovo zračiti ometajuće signale). Stoga sve štampane vodove koji prolaze naizmeničnu struju treba projektovati tako da budu što kraći i široki, što znači da sve komponente povezane na štampane vodove i druge električne vodove moraju biti postavljene veoma blizu.

Dužina štampane linije je proporcionalna induktivnosti i impedansi koju pokazuje, dok je širina obrnuto proporcionalna induktivnosti i impedanciji štampane linije. Dužina odražava talasnu dužinu odgovora štampane linije. Što je dužina duža, to je niža frekvencija na kojoj štampana linija može slati i primati elektromagnetne valove i može emitovati više energije radio frekvencije. U skladu sa strujom štampane ploče, pokušajte povećati širinu dalekovoda kako biste smanjili otpor petlje. U isto vrijeme, učinite smjer dalekovoda i uzemljenja u skladu sa smjerom struje, što pomaže u poboljšanju sposobnosti protiv buke. Uzemljenje je donja grana četiri strujne petlje sklopnog napajanja. On igra važnu ulogu kao zajednička referentna tačka za kolo. To je važan metod kontrole smetnji.

Stoga u rasporedu treba pažljivo razmotriti postavljanje žice za uzemljenje. Miješanje različitih uzemljenja će uzrokovati nestabilno napajanje.

Pri dizajnu žice za uzemljenje treba obratiti pažnju na sljedeće točke:

1. Ispravno odaberite uzemljenje u jednoj tački. Općenito, zajednički terminal kondenzatora filtera trebao bi biti jedina spojna točka za spajanje drugih tačaka uzemljenja na AC masu velike struje. Treba ga spojiti na tačku uzemljenja ovog nivoa, uglavnom uzimajući u obzir da se struja koja teče natrag u zemlju u svakom dijelu kola mijenja. Impedancija stvarnog tekućeg voda će uzrokovati promjenu potencijala uzemljenja svakog dijela kola i unijeti smetnje. U ovom prekidačkom napajanju, njegovo ožičenje i induktivnost između uređaja imaju mali utjecaj, a cirkulirajuća struja formirana od uzemljenja ima veći utjecaj na smetnje. Spojene na pin za uzemljenje, žice za uzemljenje nekoliko komponenti strujne petlje izlaznog ispravljača su također povezane na uzemljenje odgovarajućih filter kondenzatora, tako da napajanje radi stabilnije i nije ga lako samouzbuditi. Spojite dvije diode ili mali otpornik, u stvari, može se spojiti na relativno koncentriran komad bakrene folije.

2. Podebljajte žicu za uzemljenje što je više moguće. Ako je žica za uzemljenje vrlo tanka, potencijal uzemljenja će se promijeniti s promjenom struje, što će uzrokovati nestabilan nivo vremenskog signala elektronske opreme, a performanse protiv buke će se pogoršati. Stoga je potrebno osigurati da svaki veliki strujni terminal za uzemljenje koristi štampane žice što je moguće kraće i šire, te širinu žica za napajanje i uzemljenje što je više moguće. Najbolje je da žice za uzemljenje budu šire od žica za napajanje. Njihov odnos je: žica za uzemljenje signalna žica “power wire”. Širina treba da bude veća od 3 mm, a velika površina bakrenog sloja može se koristiti i kao žica za uzemljenje, a neiskorištena mesta na štampanoj ploči su povezana sa uzemljenjem kao žica za uzemljenje. Prilikom izvođenja globalnog ožičenja, također se moraju poštovati sljedeća načela:

(1) Pravac ožičenja: Iz perspektive površine lemljenja, raspored komponenti treba da bude što je moguće više u skladu sa šematskim dijagramom. Najbolje je da smjer ožičenja bude u skladu sa smjerom ožičenja na dijagramu strujnog kruga, jer su obično potrebni različiti parametri na površini lemljenja tokom procesa proizvodnje. Inspekcija, tako da je ovo zgodno za inspekciju, otklanjanje grešaka i remont u proizvodnji (Napomena: odnosi se na premisu ispunjavanja performansi kola i zahtjeva cijele instalacije mašine i rasporeda panela).

(2) Prilikom dizajniranja dijagrama ožičenja, ožičenje se ne smije savijati što je više moguće, a širina linije na odštampanom luku ne smije se naglo mijenjati. Ugao žice treba da bude ≥90 stepeni, a linije treba da budu jednostavne i jasne.

(3) Unakrsna kola nisu dozvoljena u štampanom kolu. Za linije koje se mogu ukrštati, možete koristiti “bušenje” i “namotavanje” kako biste riješili problem. Odnosno, neka određena elektroda „buši“ kroz otvor ispod drugih otpornika, kondenzatora i triodnih pinova, ili „navija“ kroz kraj određenog elektroda koji se može ukrstiti. U posebnim okolnostima, koliko je sklop složen, također je dozvoljeno pojednostaviti dizajn. Koristite žice za premošćivanje kako biste riješili problem križnog kola. Zbog jednostrane ploče, in-line komponente se nalaze na gornjoj površini, a uređaji za površinsku montažu se nalaze na donjoj površini. Zbog toga se in-line uređaji mogu preklapati sa uređajima za površinsku montažu tokom rasporeda, ali treba izbegavati preklapanje jastučića.

3. Ulazno i ​​izlazno uzemljenje Ovo prekidačko napajanje je niskonaponski DC-DC. Da bi se izlazni napon vratio na primarni transformator, krugovi na obje strane trebaju imati zajedničku referentnu masu, tako da nakon polaganja bakarnih žica za uzemljenje s obje strane, moraju biti spojeni zajedno kako bi formirali zajedničku masu.

ispit

Nakon završenog projekta ožičenja, potrebno je pažljivo provjeriti da li je projekt ožičenja u skladu sa pravilima koja je postavio projektant, a ujedno je potrebno potvrditi da li utvrđena pravila ispunjavaju zahtjeve procesa proizvodnje štampane ploče. . Općenito, provjerite linije i linije, linije i jastučiće komponenti i linije. Da li su udaljenosti od prolaznih rupa, komponentnih jastučića i prolaznih rupa, prolaznih rupa i prolaznih rupa razumne i da li zadovoljavaju proizvodne zahtjeve. Da li je širina dalekovoda i uzemljenja odgovarajuća i da li postoji mesto za proširenje uzemljenja u PCB-u. Napomena: Neke greške se mogu zanemariti. Na primjer, kada se dio obrisa nekih konektora postavi izvan okvira ploče, doći će do grešaka prilikom provjere razmaka; osim toga, svaki put kada se modificiraju žice i spojevi, bakar mora biti ponovo premazan.