Bei der Gestaltung von Schaltnetzteilen ist die physikalische Gestaltung der PCB-Board ist der letzte Link. Wenn die Designmethode nicht korrekt ist, kann die Leiterplatte zu viel elektromagnetische Interferenzen ausstrahlen und dazu führen, dass das Netzteil instabil arbeitet. Die folgenden Punkte müssen bei jedem Analyseschritt beachtet werden:

Der Designfluss vom Schaltplan bis zur Leiterplatte

Festlegung von Komponentenparametern – „Eingabeprinzip Netzliste – „Designparametereinstellungen –“ manuelles Layout – „manuelle Verdrahtung – „Verifikationsdesign –“ Überprüfung – „CAM-Ausgabe.

Komponentenlayout

Die Praxis hat bewiesen, dass selbst wenn der Schaltplan korrekt ist und die Leiterplatte nicht richtig ausgelegt ist, dies die Zuverlässigkeit elektronischer Geräte beeinträchtigt. Wenn beispielsweise die beiden dünnen parallelen Leitungen der Leiterplatte nahe beieinander liegen, verursacht dies die Verzögerung der Signalwellenform und das Reflexionsrauschen am Ende der Übertragungsleitung; die durch die unsachgemäße Berücksichtigung der Stromversorgung und der Erdungsleitung verursachten Störungen führen zur Beschädigung des Produkts. Die Leistung wird reduziert, daher sollte beim Design der Leiterplatte auf die richtige Methode geachtet werden. Jedes Schaltnetzteil hat vier Stromschleifen:

(1) Netzschalter Wechselstromkreis

(2) Ausgangsgleichrichter AC-Schaltung

(3) Stromschleife der Eingangssignalquelle

(4) Ausgangslaststromschleife Eingangsschleife

Der Eingangskondensator wird durch einen ungefähren Gleichstrom geladen. Der Filterkondensator dient hauptsächlich als breitbandiger Energiespeicher; in ähnlicher Weise wird der Ausgangsfilterkondensator auch verwendet, um Hochfrequenzenergie vom Ausgangsgleichrichter zu speichern und die Gleichstromenergie der Ausgangslastschleife zu eliminieren. Daher sind die Anschlüsse der Eingangs- und Ausgangsfilterkondensatoren sehr wichtig. Die Eingangs- und Ausgangsstromkreise dürfen nur über die Klemmen des Filterkondensators an die Stromversorgung angeschlossen werden; wenn die Verbindung zwischen der Eingangs-/Ausgangsschaltung und der Leistungsschalter-/Gleichrichterschaltung nicht an den Kondensator angeschlossen werden kann Die Klemme ist direkt angeschlossen und die Wechselstromenergie wird vom Eingangs- oder Ausgangsfilterkondensator in die Umgebung abgestrahlt.

Der Wechselstromkreis des Leistungsschalters und der Wechselstromkreis des Gleichrichters enthalten trapezförmige Ströme mit hoher Amplitude. Die harmonischen Komponenten dieser Ströme sind sehr hoch. Die Frequenz ist viel größer als die Grundfrequenz des Schalters. Die Spitzenamplitude kann das 5-fache der Amplitude des kontinuierlichen Eingangs-/Ausgangs-Gleichstroms betragen. Die Übergangszeit beträgt normalerweise ungefähr 50 ns.

Diese beiden Schleifen sind am anfälligsten für elektromagnetische Störungen, daher müssen diese Wechselstromschleifen vor den anderen gedruckten Leitungen in der Stromversorgung verlegt werden. Die drei Hauptkomponenten jeder Schleife sind Filterkondensatoren, Leistungsschalter oder Gleichrichter, Induktivitäten oder Transformatoren. Platzieren Sie sie nebeneinander und passen Sie die Position der Komponenten so an, dass der Strompfad zwischen ihnen so kurz wie möglich ist. Der beste Weg, ein Schaltnetzteil-Layout einzurichten, ist ähnlich dem elektrischen Design. Der beste Designprozess ist wie folgt:

Platzieren Sie den Transformator

Design Leistungsschalter Stromschleife

Design-Ausgangsgleichrichter-Stromschleife

Steuerstromkreis an Wechselstromkreis angeschlossen

Entwerfen Sie die Eingangsstromquellenschleife und den Eingangsfilter. Entwerfen Sie die Ausgangslastschleife und das Ausgangsfilter entsprechend der Funktionseinheit der Schaltung. Bei der Auslegung aller Komponenten der Schaltung sind folgende Grundsätze zu beachten:

(1) Betrachten Sie zunächst die Größe von PC B. Wenn die Größe von PC B zu groß ist, werden die gedruckten Linien lang, die Impedanz nimmt zu, die Rauschunterdrückung nimmt ab und die Kosten steigen; Wenn die Größe des PC B zu klein ist, ist die Wärmeableitung nicht gut und benachbarte Leitungen werden leicht gestört. Die beste Form der Platine ist rechteckig, das Seitenverhältnis beträgt 3: 2 oder 4: 3, und die Komponenten, die sich am Rand der Platine befinden, sind im Allgemeinen nicht weniger als 2 mm vom Rand der Platine entfernt.

(2) Berücksichtigen Sie beim Aufstellen des Geräts das anschließende Löten, nicht zu dicht.

(3) Nehmen Sie die Kernkomponente jedes Funktionskreises als Zentrum und legen Sie sie darum herum. Die Komponenten sollten auf PC B gleichmäßig, sauber und kompakt angeordnet sein, die Leitungen und Verbindungen zwischen den Komponenten minimieren und kürzen und der Entkopplungskondensator sollte so nah wie möglich an der VCC des Geräts liegen.

(4) Bei Schaltungen, die mit hohen Frequenzen arbeiten, müssen die verteilten Parameter zwischen den Komponenten berücksichtigt werden. Generell sollte die Schaltung möglichst parallel angeordnet werden. Auf diese Weise ist es nicht nur schön, sondern auch einfach zu installieren und zu schweißen und einfach in Serie zu produzieren.

(5) Ordnen Sie die Position jeder funktionalen Schaltungseinheit gemäß dem Schaltungsfluss an, so dass das Layout für die Signalzirkulation geeignet ist und das Signal in der gleichen Richtung wie möglich gehalten wird.

(6) Das erste Layout-Prinzip besteht darin, die Verdrahtungsrate sicherzustellen, beim Bewegen des Geräts auf die Verbindung von freien Kabeln zu achten und die angeschlossenen Geräte zusammenzufügen.

(7) Reduzieren Sie die Schleifenfläche so weit wie möglich, um die Strahlungsstörungen des Schaltnetzteils zu unterdrücken.

Parametereinstellungen

Der Abstand zwischen benachbarten Drähten muss den Anforderungen der elektrischen Sicherheit genügen und um die Bedienung und Produktion zu erleichtern, sollte der Abstand so groß wie möglich sein. Der Mindestabstand muss mindestens der tolerierbaren Spannung entsprechen. Wenn die Verdrahtungsdichte gering ist, kann der Abstand der Signalleitungen entsprechend vergrößert werden. Bei Signalleitungen mit einem großen Abstand zwischen hohen und niedrigen Pegeln sollte der Abstand so gering wie möglich sein und der Abstand vergrößert werden. Stellen Sie den Spurabstand auf 8mil ein.

Der Abstand vom Rand des Innenlochs des Pads zum Rand der Leiterplatte sollte größer als 1 mm sein, um Defekte des Pads bei der Verarbeitung zu vermeiden. Wenn die mit den Pads verbundenen Leiterbahnen dünn sind, sollte die Verbindung zwischen den Pads und den Leiterbahnen tropfenförmig gestaltet werden. Dies hat den Vorteil, dass sich die Pads nicht leicht ablösen lassen, aber die Leiterbahnen und die Pads nicht so leicht abtrennen.

Verdrahtung

Das Schaltnetzteil enthält hochfrequente Signale. Jede gedruckte Linie auf PC B kann als Antenne fungieren. Länge und Breite der gedruckten Leitung wirken sich auf ihre Impedanz und Induktivität aus, wodurch der Frequenzgang beeinflusst wird. Sogar gedruckte Leitungen, die Gleichstromsignale durchlassen, können mit Hochfrequenzsignalen von benachbarten gedruckten Leitungen gekoppelt werden und Schaltungsprobleme verursachen (und sogar wieder Störsignale ausstrahlen). Daher sollten alle gedruckten Leitungen, die Wechselstrom durchlassen, so kurz und breit wie möglich ausgeführt werden, was bedeutet, dass alle mit den gedruckten Leitungen und anderen Stromleitungen verbundenen Komponenten sehr nahe platziert werden müssen.

Die Länge der gedruckten Leitung ist proportional zur Induktivität und Impedanz, die sie aufweist, während die Breite umgekehrt proportional zur Induktivität und Impedanz der gedruckten Leitung ist. Die Länge spiegelt die Wellenlänge der Antwort der gedruckten Linie wider. Je länger die Länge, desto niedriger die Frequenz, mit der die gedruckte Linie elektromagnetische Wellen senden und empfangen kann, und sie kann mehr Hochfrequenzenergie ausstrahlen. Versuchen Sie je nach Stromstärke der Leiterplatte, die Breite der Stromleitung zu erhöhen, um den Schleifenwiderstand zu verringern. Stellen Sie gleichzeitig die Richtung der Stromleitung und der Erdungsleitung in Übereinstimmung mit der Stromrichtung, um die Rauschunterdrückung zu verbessern. Die Erdung ist der untere Zweig der vier Stromschleifen des Schaltnetzteils. Es spielt eine wichtige Rolle als gemeinsamer Bezugspunkt für die Schaltung. Es ist eine wichtige Methode, um Interferenzen zu kontrollieren.

Daher sollte die Platzierung des Erdungskabels im Layout sorgfältig berücksichtigt werden. Das Mischen verschiedener Erdungen führt zu einer instabilen Stromversorgung.

Bei der Auslegung des Schutzleiters sind folgende Punkte zu beachten:

1. Wählen Sie die Einzelpunkterdung richtig. Im Allgemeinen sollte der gemeinsame Anschluss des Filterkondensators der einzige Anschlusspunkt sein, um andere Erdungspunkte an die AC-Erdung mit hohem Strom zu koppeln. Es sollte mit dem Erdungspunkt dieser Ebene verbunden werden, hauptsächlich unter Berücksichtigung der Tatsache, dass der Strom, der in jedem Teil des Stromkreises zur Erde zurückfließt, geändert wird. Die Impedanz der tatsächlich fließenden Leitung bewirkt eine Änderung des Erdpotentials jedes Teils der Schaltung und führt zu Störungen. Bei diesem Schaltnetzteil haben die Verdrahtung und die Induktivität zwischen den Geräten wenig Einfluss und der durch den Erdungskreis gebildete Kreisstrom hat einen größeren Einfluss auf die Störung. Mit dem Massepin verbunden, werden die Masseleitungen mehrerer Komponenten der Ausgangsgleichrichterstromschleife auch mit den Massepins der entsprechenden Siebkondensatoren verbunden, so dass das Netzteil stabiler arbeitet und sich nicht leicht selbst erregt. Schließen Sie zwei Dioden oder einen kleinen Widerstand an, tatsächlich kann er mit einem relativ konzentrierten Stück Kupferfolie verbunden werden.

2. Verdicken Sie das Erdungskabel so weit wie möglich. Wenn der Erdungsdraht sehr dünn ist, ändert sich das Erdungspotential mit der Änderung des Stroms, was dazu führt, dass der Taktsignalpegel des elektronischen Geräts instabil wird und sich die Rauschunterdrückung verschlechtert. Daher muss sichergestellt werden, dass jeder Erdungsanschluss mit großem Strom so kurz und breit wie möglich gedruckte Drähte verwenden und die Breite der Strom- und Erdungsdrähte so weit wie möglich erweitern. Es ist am besten, die Erdungskabel breiter als die Stromkabel zu machen. Ihre Beziehung ist: Erdungskabel „Stromkabel“ Signalkabel. Die Breite sollte größer als 3 mm sein, und eine große Fläche der Kupferschicht kann auch als Erdungsdraht verwendet werden, und die nicht verwendeten Stellen auf der Leiterplatte werden als Erdungsdraht mit der Erde verbunden. Bei der globalen Verdrahtung müssen außerdem die folgenden Grundsätze befolgt werden:

(1) Verdrahtungsrichtung: Aus Sicht der Lötfläche sollte die Anordnung der Bauteile möglichst mit dem Schaltplan übereinstimmen. Die Verdrahtungsrichtung stimmt am besten mit der Verdrahtungsrichtung des Schaltplans überein, da während des Produktionsprozesses in der Regel verschiedene Parameter auf der Lötfläche benötigt werden. Inspektion, daher ist dies praktisch für Inspektion, Debugging und Überholung in der Produktion (Hinweis: bezieht sich auf die Prämisse, die Schaltungsleistung und die Anforderungen der gesamten Maschineninstallation und des Schalttafellayouts zu erfüllen).

(2) Beim Entwerfen des Schaltplans sollte sich die Verdrahtung so weit wie möglich nicht verbiegen und die Linienbreite auf dem gedruckten Bogen sollte sich nicht plötzlich ändern. Die Drahtecke sollte ≥90 Grad betragen und die Linien sollten einfach und klar sein.

(3) Querschlüsse in der gedruckten Schaltung sind nicht zulässig. Für die Linien, die sich kreuzen können, können Sie das Problem mit “Bohren” und “Wickeln” lösen. Das heißt, lassen Sie eine bestimmte Leitung durch die Lücke unter anderen Widerständen, Kondensatoren und Triodenstiften „bohren“ oder „winden“ Sie durch das Ende einer bestimmten Leitung, die sich kreuzen kann. Unter besonderen Umständen, wie komplex die Schaltung ist, ist es auch erlaubt, das Design zu vereinfachen. Verwenden Sie Drähte zum Überbrücken, um das Querschlussproblem zu lösen. Aufgrund der einseitigen Platine befinden sich die Inline-Komponenten auf der oberen Fläche und die oberflächenmontierten Geräte auf der unteren Fläche. Daher können sich die Inline-Bauelemente während des Layouts mit den oberflächenmontierten Bauelementen überlappen, jedoch sollte ein Überlappen der Pads vermieden werden.

3. Eingangsmasse und Ausgangsmasse Dieses Schaltnetzteil ist ein Niederspannungs-DC-DC. Um die Ausgangsspannung zurück zur Primärseite des Transformators zu führen, sollten die Stromkreise auf beiden Seiten eine gemeinsame Bezugserde haben, so dass nach dem Verlegen von Kupfer auf den Erdungsdrähten auf beiden Seiten diese miteinander verbunden werden müssen, um eine gemeinsame Masse zu bilden.

eine Prüfung

Nach Abschluss des Verdrahtungsdesigns muss sorgfältig geprüft werden, ob das Verdrahtungsdesign den vom Designer festgelegten Regeln entspricht, und gleichzeitig muss bestätigt werden, ob die festgelegten Regeln den Anforderungen des Leiterplattenproduktionsprozesses entsprechen . Überprüfen Sie im Allgemeinen die Leitungen und Leitungen, die Leitungen und die Komponentenpads und die Leitungen. Ob die Abstände von Durchgangslöchern, Bauteilpads und Durchgangslöchern, Durchgangslöchern und Durchgangslöchern angemessen sind und ob sie den Produktionsanforderungen entsprechen. Ob die Breite der Stromleitung und der Masseleitung angemessen sind und ob die Masseleitung in der Leiterplatte erweitert werden kann. Hinweis: Einige Fehler können ignoriert werden. Wenn beispielsweise ein Teil des Umrisses einiger Verbinder außerhalb des Platinenrahmens platziert wird, treten Fehler bei der Überprüfung des Abstands auf; Darüber hinaus muss das Kupfer bei jeder Änderung der Verdrahtung und der Vias neu beschichtet werden.