Při návrhu spínaného zdroje je třeba vzít v úvahu fyzické provedení PCB deska je poslední odkaz. Pokud je metoda návrhu nesprávná, může deska plošných spojů vyzařovat příliš mnoho elektromagnetického rušení a způsobit nestabilní provoz napájecího zdroje. Následující záležitosti vyžadují pozornost v každém kroku analýzy:

Návrhový tok od schématu k PCB

Stanovení parametrů komponent – ​​„princip vstupu netlist – „nastavení parametrů návrhu –“ ruční rozvržení – „manuální zapojení – „návrh ověření –“ kontrola – „výstup CAM“.

Rozložení komponent

Praxe ukázala, že i když je schéma zapojení správné a deska plošných spojů není správně navržena, nepříznivě to ovlivní spolehlivost elektronického zařízení. Pokud jsou například dvě tenké rovnoběžné čáry tištěné desky blízko u sebe, způsobí to zpoždění tvaru vlny signálu a odrazový šum na konci přenosové linky; rušení způsobené nesprávným zvážením napájecího zdroje a zemnícího vedení způsobí poškození výrobku. Výkon je snížen, takže při navrhování desky s plošnými spoji je třeba věnovat pozornost správné metodě. Každý spínaný zdroj má čtyři proudové smyčky:

(1) Síťový vypínač AC obvod

(2) výstupní střídavý obvod usměrňovače

(3) Proudová smyčka zdroje vstupního signálu

(4) výstupní zátěžová proudová smyčka vstupní smyčka

Vstupní kondenzátor se nabíjí přibližným stejnosměrným proudem. Filtrační kondenzátor funguje především jako širokopásmový zásobník energie; podobně se výstupní filtrační kondenzátor také používá k ukládání vysokofrekvenční energie z výstupního usměrňovače a eliminaci stejnosměrné energie výstupní zatěžovací smyčky. Proto jsou vývody vstupních a výstupních filtračních kondenzátorů velmi důležité. Vstupní a výstupní proudové obvody by měly být připojeny k napájení pouze ze svorek filtračního kondenzátoru; pokud spojení mezi vstupním/výstupním obvodem a obvodem vypínače/usměrňovače nelze připojit ke kondenzátoru Svorka je přímo připojena a střídavá energie bude vyzařována do okolí vstupním nebo výstupním filtračním kondenzátorem.

Střídavý obvod vypínače a střídavý obvod usměrňovače obsahují lichoběžníkové proudy s vysokou amplitudou. Harmonické složky těchto proudů jsou velmi vysoké. Frekvence je mnohem vyšší než základní frekvence spínače. Špičková amplituda může dosahovat až 5násobku amplitudy kontinuálního vstupního/výstupního stejnosměrného proudu. Doba přechodu je obvykle Přibližně 50 ns.

Tyto dvě smyčky jsou nejvíce náchylné k elektromagnetickému rušení, takže tyto AC smyčky musí být umístěny před ostatními tištěnými řádky v napájecím zdroji. Tři hlavní součásti každé smyčky jsou filtrační kondenzátory, výkonové spínače nebo usměrňovače, induktory nebo transformátory. Umístěte je vedle sebe a upravte polohu součástí tak, aby byla aktuální cesta mezi nimi co nejkratší. Nejlepší způsob, jak vytvořit rozložení spínaného zdroje napájení, je podobný jeho elektrickému návrhu. Nejlepší proces návrhu je následující:

umístěte transformátor

design power switch proudová smyčka

Navrhněte proudovou smyčku výstupního usměrňovače

Řídicí obvod připojený k napájecímu obvodu střídavého proudu

Navrhněte smyčku zdroje vstupního proudu a vstupní filtr. Navrhněte výstupní zátěžovou smyčku a výstupní filtr podle funkční jednotky obvodu. Při rozmístění všech součástí obvodu je třeba dodržet následující zásady:

(1) Nejprve zvažte velikost PC B. Když je velikost PC B příliš velká, tištěné čáry budou dlouhé, zvýší se impedance, sníží se protihluková schopnost a zvýší se náklady; pokud je velikost PC B příliš malá, odvod tepla nebude dobrý a sousední linky budou snadno rušivé. Nejlepší tvar desky s plošnými spoji je obdélníkový, poměr stran je 3: 2 nebo 4: 3 a součásti umístěné na okraji desky s obvody nejsou obecně méně než 2 mm od okraje desky s plošnými spoji.

(2) Při umísťování zařízení zvažte následné pájení, ne příliš husté.

(3) Vezměte jádro každého funkčního obvodu jako střed a rozložte ho kolem něj. Součástky by měly být na PC B rovnoměrně, úhledně a kompaktně uspořádány, minimalizovat a zkracovat přívody a spoje mezi součástkami a oddělovací kondenzátor by měl být co nejblíže VCC zařízení.

(4) U obvodů pracujících na vysokých frekvencích je třeba vzít v úvahu distribuované parametry mezi komponenty. Obecně by měl být obvod uspořádán pokud možno paralelně. Tímto způsobem je nejen krásný, ale také se snadno instaluje a svařuje a snadno se vyrábí ve velkém.

(5) Uspořádejte polohu každé jednotky funkčního obvodu podle toku obvodu tak, aby bylo uspořádání vhodné pro cirkulaci signálu a aby byl signál udržován ve stejném směru, jak je to jen možné.

(6) První zásadou uspořádání je zajistit rychlost zapojení, věnovat pozornost připojení létajících vodičů při přemisťování zařízení a spojovat připojená zařízení.

(7) Co nejvíce zmenšete oblast smyčky, abyste potlačili radiační rušení spínaného zdroje.

nastavení parametrů

Vzdálenost mezi sousedními vodiči musí splňovat požadavky na elektrickou bezpečnost a pro usnadnění provozu a výroby by tato vzdálenost měla být co největší. Minimální rozteč musí být alespoň vhodná pro tolerovatelné napětí. Když je hustota vodičů nízká, lze rozteč signálních vedení vhodně zvětšit. U signálových vedení s velkou mezerou mezi vysokou a nízkou úrovní by měl být rozestup co nejkratší a rozestup by měl být zvětšen. Nastavte rozestup stop na 8mil.

Vzdálenost od okraje vnitřního otvoru podložky k okraji desky s plošnými spoji by měla být větší než 1 mm, aby se předešlo vadám podložky při zpracování. Když jsou spoje připojené k destičkám tenké, spojení mezi destičkami a destičkami by mělo být navrženo do tvaru kapky. Výhodou toho je, že podložky nelze snadno sloupnout, ale stopy a podložky nelze snadno odpojit.

Zapojení

Spínaný zdroj obsahuje vysokofrekvenční signály. Jakákoli tištěná linka na PC B může fungovat jako anténa. Délka a šířka tištěné čáry ovlivní její impedanci a indukčnost, a tím ovlivní frekvenční odezvu. Dokonce i tištěné linky, které procházejí stejnosměrnými signály, se mohou spojit s vysokofrekvenčními signály ze sousedních tištěných linek a způsobit problémy s obvody (a dokonce znovu vyzařovat rušivé signály). Proto by všechny tištěné linky, které procházejí střídavým proudem, měly být navrženy tak, aby byly co nejkratší a nejširší, což znamená, že všechny komponenty připojené k tištěným linkám a dalším napájecím linkám musí být umístěny velmi blízko.

Délka tištěné čáry je úměrná indukčnosti a impedanci, kterou vykazuje, zatímco šířka je nepřímo úměrná indukčnosti a impedanci tištěné čáry. Délka odráží vlnovou délku odezvy tištěné čáry. Čím delší je délka, tím nižší je frekvence, na které může tištěný řádek vysílat a přijímat elektromagnetické vlny a může vyzařovat více radiofrekvenční energie. Podle proudu plošného spoje zkuste zvětšit šířku elektrického vedení, abyste snížili odpor smyčky. Současně zajistěte, aby byl směr elektrického vedení a zemního vedení konzistentní se směrem proudu, což pomáhá zvýšit protihlukovou schopnost. Zemnění je spodní větev čtyř proudových smyček spínaného zdroje. Hraje důležitou roli jako společný referenční bod pro obvod. Je to důležitý způsob kontroly rušení.

Umístění zemnícího vodiče by proto mělo být v dispozičním řešení pečlivě zváženo. Míchání různých uzemnění způsobí nestabilní napájení.

Při návrhu zemnícího vodiče je třeba věnovat pozornost následujícím bodům:

1. Správně zvolte jednobodové uzemnění. Obecně platí, že společný vývod filtračního kondenzátoru by měl být jediným připojovacím bodem pro připojení dalších uzemňovacích bodů k střídavému uzemnění vysokého proudu. Měl by být připojen k uzemňovacímu bodu této úrovně, hlavně s ohledem na to, že proud tekoucí zpět do země v každé části obvodu se mění. Impedance aktuálního proudícího vedení způsobí změnu zemního potenciálu každé části obvodu a vnese rušení. U tohoto spínaného zdroje má jeho zapojení a indukčnost mezi zařízeními malý vliv a cirkulující proud tvořený zemnícím obvodem má větší vliv na rušení. Zemnící vodiče několika komponent výstupní proudové smyčky usměrňovače jsou připojeny k zemnicímu kolíku a jsou také připojeny k zemnicím kolíkům příslušných filtračních kondenzátorů, takže napájecí zdroj pracuje stabilněji a není snadné jej samobuzení. Připojte dvě diody nebo malý odpor, ve skutečnosti to lze připojit k poměrně koncentrovanému kusu měděné fólie.

2. Zemnící vodič co nejvíce zeslabte. Pokud je zemnící vodič velmi tenký, zemní potenciál se změní se změnou proudu, což způsobí, že úroveň časovacího signálu elektronického zařízení bude nestabilní a protihlukový výkon se zhorší. Proto je nutné zajistit, aby každá velká proudová zemnící svorka Používala tištěné vodiče co nejkratší a nejširší a šířku silových a zemnících vodičů co nejvíce rozšiřte. Nejlepší je udělat zemnící vodiče širší než napájecí vodiče. Jejich vztah je: zemnící vodič „napájecí vodič“ signální vodič. Šířka by měla být větší než 3 mm a velká plocha měděné vrstvy může být také použita jako zemnící vodič a nevyužitá místa na desce s plošnými spoji jsou spojena se zemí jako zemnící vodič. Při provádění globální elektroinstalace je třeba také dodržovat následující zásady:

(1) Směr zapojení: Z pohledu pájené plochy by uspořádání součástek mělo co nejvíce odpovídat schématu. Směr zapojení je nejlépe v souladu se směrem zapojení ve schématu zapojení, protože během výrobního procesu jsou na pájecí ploše obvykle vyžadovány různé parametry. Inspekce, takže je vhodná pro kontrolu, ladění a generální opravy ve výrobě (Poznámka: odkazuje na předpoklad splnění výkonu obvodu a požadavků na instalaci celého stroje a rozložení panelu).

(2) Při navrhování schématu zapojení by se kabeláž neměla co nejvíce ohýbat a šířka čáry na tištěném oblouku by se neměla náhle změnit. Roh drátu by měl být ≥90 stupňů a čáry by měly být jednoduché a jasné.

(3) Křížové obvody nejsou v tištěném spoji povoleny. U čar, které se mohou křížit, můžete problém vyřešit pomocí „vrtání“ a „navíjení“. To znamená, že nechejte určitý vodič „provrtat“ mezerou pod jinými odpory, kondenzátory a triodovými kolíky nebo „provětrat“ konec určitého vodiče, který se může křížit. Za zvláštních okolností, jak je obvod složitý, je také povoleno zjednodušit návrh. Použijte dráty k přemostění k vyřešení problému křížového obvodu. Díky jednostranné desce jsou in-line komponenty umístěny na horní ploše a zařízení pro povrchovou montáž jsou umístěny na spodní ploše. Proto se in-line zařízení mohou během rozvržení překrývat se zařízeními pro povrchovou montáž, ale překrývání podložek je třeba se vyhnout.

3. Vstupní zem a výstupní zem Tento spínaný napájecí zdroj je nízkonapěťový DC-DC. Pro přivedení výstupního napětí zpět do primární části transformátoru by obvody na obou stranách měly mít společnou referenční zem, takže po položení mědi na zemnící vodiče na obou stranách musí být vzájemně spojeny, aby vytvořily společnou zem.

vyšetření

Po dokončení návrhu elektroinstalace je nutné pečlivě zkontrolovat, zda návrh elektroinstalace odpovídá pravidlům stanoveným projektantem, a zároveň je nutné potvrdit, zda stanovená pravidla splňují požadavky procesu výroby plošných spojů. . Obecně zkontrolujte čáry a čáry, čáry a podložky součástí a čáry. Zda jsou vzdálenosti od průchozích otvorů, podložek součástí a průchozích otvorů, průchozích otvorů a průchozích otvorů přiměřené a zda splňují požadavky výroby. Zda je vhodná šířka elektrického vedení a zemnícího vedení a zda je v DPS místo pro rozšíření zemního vedení. Poznámka: Některé chyby lze ignorovat. Například, když je část obrysu některých konektorů umístěna mimo rám desky, dojde k chybám při kontrole rozteče; navíc při každé úpravě elektroinstalace a prokovů musí být měď znovu natřena.