Μιλώντας για τις σχεδιαστικές εκτιμήσεις της πλακέτας PCB στο σχεδιασμό της τροφοδοσίας μεταγωγής

Στο σχεδιασμό του τροφοδοτικού μεταγωγής, ο φυσικός σχεδιασμός του PCB συμβούλιο είναι ο τελευταίος σύνδεσμος. Εάν η μέθοδος σχεδιασμού είναι ακατάλληλη, το PCB μπορεί να εκπέμπει υπερβολική ηλεκτρομαγνητική παρεμβολή και να προκαλέσει ασταθή λειτουργία του τροφοδοτικού. Τα ακόλουθα είναι τα θέματα που χρήζουν προσοχής σε κάθε βήμα ανάλυσης:

ipcb

Η ροή σχεδίασης από το σχηματικό στο PCB

Καθορισμός παραμέτρων στοιχείων-“αρχή εισόδου netlist-“ρυθμίσεις παραμέτρων σχεδίασης -” χειροκίνητη διάταξη-“χειροκίνητη καλωδίωση-“σχεδίαση επαλήθευσης -” αναθεώρηση-“Έξοδος CAM.

Διάταξη εξαρτημάτων

Η πρακτική έχει αποδείξει ότι ακόμα κι αν ο σχηματικός σχεδιασμός του κυκλώματος είναι σωστός και η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος δεν έχει σχεδιαστεί σωστά, θα επηρεάσει αρνητικά την αξιοπιστία του ηλεκτρονικού εξοπλισμού. Για παράδειγμα, εάν οι δύο λεπτές παράλληλες γραμμές της τυπωμένης πλακέτας είναι κοντά μεταξύ τους, θα προκαλέσει την καθυστέρηση της κυματομορφής του σήματος και τον θόρυβο ανάκλασης στο τέλος της γραμμής μετάδοσης. Η παρεμβολή που προκαλείται από την ακατάλληλη εξέταση της παροχής ρεύματος και της γραμμής γείωσης θα προκαλέσει ζημιά στο προϊόν. Η απόδοση μειώνεται, επομένως κατά το σχεδιασμό της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, θα πρέπει να δοθεί προσοχή στην υιοθέτηση της σωστής μεθόδου. Κάθε τροφοδοτικό μεταγωγής έχει τέσσερις βρόχους ρεύματος:

(1) Διακόπτης τροφοδοσίας κύκλωμα AC

(2) κύκλωμα AC ανορθωτή εξόδου

(3) Βρόχος ρεύματος πηγής σήματος εισόδου

(4) βρόχος εισόδου βρόχου ρεύματος φορτίου εξόδου

Ο πυκνωτής εισόδου φορτίζεται με ένα κατά προσέγγιση ρεύμα συνεχούς ρεύματος. Ο πυκνωτής φίλτρου λειτουργεί κυρίως ως ευρυζωνική αποθήκευση ενέργειας. Ομοίως, ο πυκνωτής φίλτρου εξόδου χρησιμοποιείται επίσης για την αποθήκευση ενέργειας υψηλής συχνότητας από τον ανορθωτή εξόδου και την εξάλειψη της ενέργειας συνεχούς ρεύματος του βρόχου φορτίου εξόδου. Επομένως, οι ακροδέκτες των πυκνωτών του φίλτρου εισόδου και εξόδου είναι πολύ σημαντικοί. Τα κυκλώματα ρεύματος εισόδου και εξόδου πρέπει να συνδέονται στην τροφοδοσία μόνο από τους ακροδέκτες του πυκνωτή φίλτρου αντίστοιχα. εάν η σύνδεση μεταξύ του κυκλώματος εισόδου/εξόδου και του κυκλώματος διακόπτη ισχύος/ανορθωτή δεν μπορεί να συνδεθεί στον πυκνωτή Ο ακροδέκτης είναι απευθείας συνδεδεμένος και η ενέργεια AC θα εκπέμπεται στο περιβάλλον από τον πυκνωτή του φίλτρου εισόδου ή εξόδου.

Το κύκλωμα AC του διακόπτη ισχύος και το κύκλωμα AC του ανορθωτή περιέχουν τραπεζοειδή ρεύματα υψηλού πλάτους. Οι αρμονικές συνιστώσες αυτών των ρευμάτων είναι πολύ υψηλές. Η συχνότητα είναι πολύ μεγαλύτερη από τη θεμελιώδη συχνότητα του διακόπτη. Το μέγιστο πλάτος μπορεί να είναι τόσο υψηλό όσο 5 φορές το πλάτος του συνεχούς ρεύματος DC εισόδου/εξόδου. Ο χρόνος μετάβασης είναι συνήθως περίπου 50 ns.

Αυτοί οι δύο βρόχοι είναι οι πιο επιρρεπείς σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, επομένως αυτοί οι βρόχοι εναλλασσόμενου ρεύματος πρέπει να τοποθετηθούν πριν από τις άλλες τυπωμένες γραμμές στο τροφοδοτικό. Τα τρία κύρια στοιχεία κάθε βρόχου είναι πυκνωτές φίλτρων, διακόπτες ισχύος ή ανορθωτές, επαγωγείς ή μετασχηματιστές. Τοποθετήστε τα το ένα δίπλα στο άλλο και προσαρμόστε τη θέση των εξαρτημάτων για να κάνετε την τρέχουσα διαδρομή μεταξύ τους όσο το δυνατόν συντομότερη. Ο καλύτερος τρόπος για να δημιουργήσετε μια διάταξη τροφοδοσίας μεταγωγής είναι παρόμοιος με τον ηλεκτρικό σχεδιασμό του. Η καλύτερη διαδικασία σχεδιασμού είναι η εξής:

τοποθετήστε τον μετασχηματιστή

Σχεδιασμός βρόχου ρεύματος διακόπτη ισχύος

Σχεδιασμός βρόχου ρεύματος ανορθωτή εξόδου

Κύκλωμα ελέγχου συνδεδεμένο στο κύκλωμα ισχύος AC

Σχεδιάστε τον βρόχο πηγής ρεύματος εισόδου και το φίλτρο εισόδου. Σχεδιάστε τον βρόχο φορτίου εξόδου και το φίλτρο εξόδου σύμφωνα με τη λειτουργική μονάδα του κυκλώματος. Κατά την τοποθέτηση όλων των στοιχείων του κυκλώματος, πρέπει να τηρούνται οι ακόλουθες αρχές:

(1) Αρχικά, λάβετε υπόψη το μέγεθος του PC B. Όταν το μέγεθος PC B είναι πολύ μεγάλο, οι εκτυπωμένες γραμμές θα είναι μεγάλες, η αντίσταση θα αυξηθεί, η ικανότητα κατά του θορύβου θα μειωθεί και το κόστος θα αυξηθεί. Εάν το μέγεθος του PC B είναι πολύ μικρό, η απαγωγή θερμότητας δεν θα είναι καλή και οι γειτονικές γραμμές θα διαταραχθούν εύκολα. Το καλύτερο σχήμα της πλακέτας κυκλώματος είναι ορθογώνιο, η αναλογία διαστάσεων είναι 3: 2 ή 4: 3 και τα εξαρτήματα που βρίσκονται στην άκρη της πλακέτας κυκλώματος είναι γενικά τουλάχιστον 2 mm από την άκρη της πλακέτας κυκλώματος.

(2) Κατά την τοποθέτηση της συσκευής, λάβετε υπόψη την επακόλουθη συγκόλληση, όχι πολύ πυκνή.

(3) Πάρτε το εξάρτημα πυρήνα κάθε λειτουργικού κυκλώματος ως κέντρο και απλώστε το γύρω του. Τα εξαρτήματα πρέπει να είναι ομοιόμορφα, τακτοποιημένα και συμπαγή διατεταγμένα στο PC B, να ελαχιστοποιούν και να συντομεύουν τα καλώδια και τις συνδέσεις μεταξύ των εξαρτημάτων και ο πυκνωτής αποσύνδεσης πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στο VCC της συσκευής.

(4) Για κυκλώματα που λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι κατανεμημένες παράμετροι μεταξύ των στοιχείων. Γενικά, το κύκλωμα πρέπει να είναι διατεταγμένο παράλληλα όσο το δυνατόν περισσότερο. Με αυτόν τον τρόπο, δεν είναι μόνο όμορφο, αλλά και εύκολο στην εγκατάσταση και τη συγκόλληση, και εύκολο στη μαζική παραγωγή.

(5) Τακτοποιήστε τη θέση κάθε λειτουργικής μονάδας κυκλώματος σύμφωνα με τη ροή του κυκλώματος, έτσι ώστε η διάταξη να είναι βολική για την κυκλοφορία του σήματος και το σήμα να διατηρείται στην ίδια κατεύθυνση όσο το δυνατόν.

(6) Η πρώτη αρχή της διάταξης είναι να διασφαλιστεί ο ρυθμός καλωδίωσης, να δοθεί προσοχή στη σύνδεση των ιπτάμενων καλωδίων κατά τη μετακίνηση της συσκευής και στη συναρμολόγηση των συνδεδεμένων συσκευών.

(7) Μειώστε την περιοχή βρόχου όσο το δυνατόν περισσότερο για να καταστείλετε την παρεμβολή ακτινοβολίας του τροφοδοτικού μεταγωγής.

ρυθμίσεις παραμέτρων

Η απόσταση μεταξύ των παρακείμενων καλωδίων πρέπει να μπορεί να πληροί τις απαιτήσεις ηλεκτρικής ασφάλειας και για να διευκολυνθεί η λειτουργία και η παραγωγή, η απόσταση πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερη. Η ελάχιστη απόσταση πρέπει να είναι τουλάχιστον κατάλληλη για την ανεκτή τάση. Όταν η πυκνότητα καλωδίωσης είναι χαμηλή, η απόσταση των γραμμών σήματος μπορεί να αυξηθεί κατάλληλα. Για γραμμές σήματος με μεγάλο κενό μεταξύ υψηλών και χαμηλών επιπέδων, η απόσταση πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη και η απόσταση πρέπει να αυξηθεί. Ρυθμίστε το διάστημα ίχνους στα 8 χιλιοστά.

Η απόσταση από την άκρη της εσωτερικής οπής του μαξιλαριού μέχρι την άκρη της τυπωμένης σανίδας πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 1 mm, ώστε να αποφεύγονται τα ελαττώματα του μαξιλαριού κατά την επεξεργασία. Όταν τα ίχνη που συνδέονται με τα μαξιλαράκια είναι λεπτά, η σύνδεση μεταξύ των μαξιλαριών και των ιχνών πρέπει να είναι σχεδιασμένη σε σχήμα σταγόνας. Το πλεονέκτημα αυτού είναι ότι τα μαξιλαράκια δεν ξεφλουδίζονται εύκολα, αλλά τα ίχνη και τα μαξιλαράκια δεν αποσυνδέονται εύκολα.

Καλωδίωση

Το τροφοδοτικό μεταγωγής περιέχει σήματα υψηλής συχνότητας. Οποιαδήποτε τυπωμένη γραμμή στον υπολογιστή Β μπορεί να λειτουργήσει ως κεραία. Το μήκος και το πλάτος της τυπωμένης γραμμής θα επηρεάσει την σύνθετη αντίσταση και την επαγωγή της, επηρεάζοντας έτσι την απόκριση συχνότητας. Ακόμη και οι εκτυπωμένες γραμμές που περνούν σήματα DC μπορούν να συζευχθούν με σήματα ραδιοσυχνοτήτων από παρακείμενες εκτυπωμένες γραμμές και να προκαλέσουν προβλήματα στο κύκλωμα (ακόμα και να εκπέμπουν πάλι σήματα παρεμβολής). Επομένως, όλες οι τυπωμένες γραμμές που περνούν ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος θα πρέπει να σχεδιάζονται ώστε να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντές και φαρδιές, πράγμα που σημαίνει ότι όλα τα εξαρτήματα που συνδέονται με τις τυπωμένες γραμμές και τις άλλες γραμμές τροφοδοσίας πρέπει να τοποθετούνται πολύ κοντά.

Το μήκος της τυπωμένης γραμμής είναι ανάλογο της επαγωγής και της σύνθετης αντίστασης που εμφανίζει, ενώ το πλάτος είναι αντιστρόφως ανάλογο της επαγωγής και της σύνθετης αντίστασης της τυπωμένης γραμμής. Το μήκος αντανακλά το μήκος κύματος της απόκρισης της τυπωμένης γραμμής. Όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος, τόσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα με την οποία η τυπωμένη γραμμή μπορεί να στέλνει και να λαμβάνει ηλεκτρομαγνητικά κύματα και μπορεί να εκπέμπει περισσότερη ενέργεια ραδιοσυχνοτήτων. Σύμφωνα με το ρεύμα της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, προσπαθήστε να αυξήσετε το πλάτος της γραμμής ισχύος για να μειώσετε την αντίσταση βρόχου. Ταυτόχρονα, κάντε την κατεύθυνση της γραμμής τροφοδοσίας και της γραμμής γείωσης σύμφωνα με την κατεύθυνση του ρεύματος, γεγονός που συμβάλλει στην ενίσχυση της ικανότητας κατά του θορύβου. Η γείωση είναι ο κάτω κλάδος των τεσσάρων βρόχων ρεύματος του τροφοδοτικού μεταγωγής. Παίζει σημαντικό ρόλο ως κοινό σημείο αναφοράς για το κύκλωμα. Είναι μια σημαντική μέθοδος για τον έλεγχο των παρεμβολών.

Επομένως, η τοποθέτηση του καλωδίου γείωσης θα πρέπει να ληφθεί προσεκτικά υπόψη στη διάταξη. Η ανάμειξη διαφόρων γειώσεων θα προκαλέσει ασταθή τροφοδοσία.

Κατά τη σχεδίαση του καλωδίου γείωσης θα πρέπει να δοθεί προσοχή στα ακόλουθα σημεία:

1. Επιλέξτε σωστά τη γείωση ενός σημείου. Γενικά, ο κοινός ακροδέκτης του πυκνωτή του φίλτρου πρέπει να είναι το μόνο σημείο σύνδεσης για τη σύζευξη άλλων σημείων γείωσης με τη γείωση AC υψηλού ρεύματος. Θα πρέπει να συνδεθεί στο σημείο γείωσης αυτού του επιπέδου, κυρίως λαμβάνοντας υπόψη ότι το ρεύμα που ρέει πίσω στο έδαφος σε κάθε τμήμα του κυκλώματος αλλάζει. Η σύνθετη αντίσταση της πραγματικής γραμμής ροής θα προκαλέσει την αλλαγή του δυναμικού γείωσης κάθε τμήματος του κυκλώματος και θα δημιουργήσει παρεμβολές. Σε αυτό το τροφοδοτικό μεταγωγής, η καλωδίωση και η αυτεπαγωγή μεταξύ των συσκευών έχουν μικρή επίδραση και το ρεύμα κυκλοφορίας που σχηματίζεται από το κύκλωμα γείωσης έχει μεγαλύτερη επίδραση στις παρεμβολές. Συνδεδεμένα με τον πείρο γείωσης, τα καλώδια γείωσης πολλών εξαρτημάτων του βρόχου ρεύματος ανορθωτή εξόδου συνδέονται επίσης με τους ακροδέκτες γείωσης των αντίστοιχων πυκνωτών φίλτρου, έτσι ώστε η παροχή ρεύματος να λειτουργεί πιο σταθερά και να μην είναι εύκολο να αυτοδιέγερση. Συνδέστε δύο διόδους ή μια μικρή αντίσταση, στην πραγματικότητα, μπορεί να συνδεθεί σε ένα σχετικά συγκεντρωμένο κομμάτι φύλλου χαλκού.

2. Παχύνετε όσο το δυνατόν περισσότερο το καλώδιο γείωσης. Εάν το καλώδιο γείωσης είναι πολύ λεπτό, το δυναμικό γείωσης θα αλλάξει με την αλλαγή του ρεύματος, γεγονός που θα προκαλέσει ασταθή στάθμη σήματος χρονισμού του ηλεκτρονικού εξοπλισμού και η απόδοση κατά του θορύβου θα επιδεινωθεί. Επομένως, είναι απαραίτητο να διασφαλίσετε ότι κάθε ακροδέκτης γείωσης μεγάλου ρεύματος Χρησιμοποιεί τυπωμένα καλώδια όσο το δυνατόν πιο κοντά και πλατιά και διευρύνετε όσο το δυνατόν περισσότερο το πλάτος των καλωδίων τροφοδοσίας και γείωσης. Είναι καλύτερο να κάνετε τα καλώδια γείωσης πιο φαρδιά από τα καλώδια ρεύματος. Η σχέση τους είναι: καλώδιο γείωσης “καλώδιο τροφοδοσίας” καλώδιο σήματος. Το πλάτος πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 3 mm και μια μεγάλη επιφάνεια στρώματος χαλκού μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως καλώδιο γείωσης και οι αχρησιμοποίητες θέσεις στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος συνδέονται με τη γείωση ως καλώδιο γείωσης. Κατά την εκτέλεση γενικής καλωδίωσης, πρέπει επίσης να τηρούνται οι ακόλουθες αρχές:

(1) Κατεύθυνση καλωδίωσης: Από την προοπτική της επιφάνειας συγκόλλησης, η διάταξη των εξαρτημάτων πρέπει να είναι όσο το δυνατόν συνεπής με το σχηματικό διάγραμμα. Η κατεύθυνση καλωδίωσης είναι καλύτερο να είναι συνεπής με την κατεύθυνση καλωδίωσης του διαγράμματος κυκλώματος, επειδή συνήθως απαιτούνται διάφορες παράμετροι στην επιφάνεια συγκόλλησης κατά τη διαδικασία παραγωγής. Επιθεώρηση, επομένως είναι βολικό για επιθεώρηση, εντοπισμό σφαλμάτων και γενική επισκευή στην παραγωγή (Σημείωση: αναφέρεται στην προϋπόθεση της ικανοποίησης της απόδοσης του κυκλώματος και των απαιτήσεων ολόκληρης της εγκατάστασης του μηχανήματος και της διάταξης του πίνακα).

(2) Κατά το σχεδιασμό του διαγράμματος καλωδίωσης, η καλωδίωση δεν πρέπει να λυγίζει όσο το δυνατόν περισσότερο και το πλάτος γραμμής στο τυπωμένο τόξο δεν πρέπει να αλλάξει ξαφνικά. Η γωνία του σύρματος πρέπει να είναι ≥90 μοίρες και οι γραμμές να είναι απλές και καθαρές.

(3) Δεν επιτρέπονται διασταυρούμενα κυκλώματα στο τυπωμένο κύκλωμα. Για τις γραμμές που μπορεί να διασταυρωθούν, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε “διάτρηση” και “περιέλιξη” για να λύσετε το πρόβλημα. Δηλαδή, αφήστε ένα συγκεκριμένο ηλεκτρόδιο να «τρυπήσει» μέσα από το κενό κάτω από άλλες αντιστάσεις, πυκνωτές και ακίδες τριόδου ή να «τρυπήσει» μέσα από το άκρο ενός συγκεκριμένου καλωδίου που μπορεί να διασχίσει. Σε ειδικές περιπτώσεις, πόσο πολύπλοκο είναι το κύκλωμα, επιτρέπεται επίσης η απλοποίηση του σχεδιασμού. Χρησιμοποιήστε καλώδια για να γεφυρώσετε για να λύσετε το πρόβλημα διασταύρωσης. Λόγω της πλακέτας μονής όψης, τα in-line εξαρτήματα βρίσκονται στην επιφάνεια προς p και οι συσκευές επιφανειακής τοποθέτησης βρίσκονται στην κάτω επιφάνεια. Επομένως, οι εν σειρά συσκευές μπορεί να επικαλύπτονται με τις συσκευές επιφανειακής τοποθέτησης κατά τη διάταξη, αλλά θα πρέπει να αποφεύγεται η επικάλυψη των μαξιλαριών.

3. Γείωση εισόδου και γείωση εξόδου Αυτό το τροφοδοτικό μεταγωγής είναι DC-DC χαμηλής τάσης. Για να τροφοδοτήσει την τάση εξόδου πίσω στο πρωτεύον του μετασχηματιστή, τα κυκλώματα και στις δύο πλευρές θα πρέπει να έχουν κοινή γείωση αναφοράς, επομένως μετά την τοποθέτηση χαλκού στα καλώδια γείωσης και στις δύο πλευρές, πρέπει να συνδεθούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν μια κοινή γείωση.

μια εξέταση

Μετά την ολοκλήρωση του σχεδιασμού καλωδίωσης, είναι απαραίτητο να ελέγξετε προσεκτικά εάν ο σχεδιασμός της καλωδίωσης συμμορφώνεται με τους κανόνες που έχει θέσει ο σχεδιαστής και ταυτόχρονα, είναι απαραίτητο να επιβεβαιωθεί εάν οι καθιερωμένοι κανόνες πληρούν τις απαιτήσεις της διαδικασίας παραγωγής τυπωμένης σανίδας . Γενικά, ελέγξτε τις γραμμές και τις γραμμές, τις γραμμές και τα επιθέματα στοιχείων και τις γραμμές. Εάν οι αποστάσεις από διαμπερείς οπές, τακάκια εξαρτημάτων και διαμπερείς οπές, διαμπερείς οπές και διαμπερείς οπές είναι λογικές και εάν πληρούν τις απαιτήσεις παραγωγής. Εάν το πλάτος της γραμμής τροφοδοσίας και της γραμμής γείωσης είναι κατάλληλα και εάν υπάρχει χώρος για τη διεύρυνση της γραμμής γείωσης στο PCB. Σημείωση: Ορισμένα σφάλματα μπορούν να αγνοηθούν. Για παράδειγμα, όταν ένα μέρος του περιγράμματος ορισμένων συνδέσμων τοποθετείται έξω από το πλαίσιο της πλακέτας, θα προκύψουν σφάλματα κατά τον έλεγχο της απόστασης. Επιπλέον, κάθε φορά που τροποποιούνται οι καλωδιώσεις και τα vias, ο χαλκός πρέπει να επικαλύπτεται εκ νέου.