En el diseño de la fuente de alimentación conmutada, el diseño físico de la Placa PCB es el último enlace. Si el método de diseño es inadecuado, la PCB puede irradiar demasiada interferencia electromagnética y hacer que la fuente de alimentación funcione de manera inestable. Los siguientes son los asuntos que necesitan atención en cada paso analizado:

El flujo de diseño del esquema al PCB

Establecimiento de parámetros de componentes – “lista de redes del principio de entrada -“ configuración de parámetros de diseño – ”diseño manual -“ cableado manual – “diseño de verificación -” revisión – “salida CAM.

Disposición de componentes

La práctica ha demostrado que incluso si el diseño esquemático del circuito es correcto y la placa de circuito impreso no está diseñada correctamente, afectará adversamente la confiabilidad de los equipos electrónicos. Por ejemplo, si las dos líneas paralelas delgadas de la placa impresa están muy juntas, provocará el retraso de la forma de onda de la señal y el ruido de reflexión al final de la línea de transmisión; la interferencia causada por la consideración inadecuada de la fuente de alimentación y la línea de tierra hará que el producto se dañe. El rendimiento se reduce, por lo que al diseñar la placa de circuito impreso, se debe prestar atención a adoptar el método correcto. Cada fuente de alimentación conmutada tiene cuatro bucles de corriente:

(1) Circuito de CA del interruptor de alimentación

(2) circuito de CA del rectificador de salida

(3) Bucle de corriente de fuente de señal de entrada

(4) bucle de entrada de bucle de corriente de carga de salida

El condensador de entrada se carga con una corriente continua aproximada. El condensador de filtro actúa principalmente como almacenamiento de energía de banda ancha; De manera similar, el condensador del filtro de salida también se usa para almacenar energía de alta frecuencia del rectificador de salida y eliminar la energía de CC del bucle de carga de salida. Por lo tanto, los terminales de los condensadores de filtro de entrada y salida son muy importantes. Los circuitos de corriente de entrada y salida solo deben conectarse a la fuente de alimentación desde los terminales del condensador de filtro respectivamente; si la conexión entre el circuito de entrada / salida y el interruptor de alimentación / circuito rectificador no se puede conectar al condensador El terminal está conectado directamente, y la energía de CA será irradiada al medio ambiente por el condensador del filtro de entrada o salida.

El circuito de CA del interruptor de alimentación y el circuito de CA del rectificador contienen corrientes trapezoidales de gran amplitud. Los componentes armónicos de estas corrientes son muy altos. La frecuencia es mucho mayor que la frecuencia fundamental del interruptor. La amplitud máxima puede ser tan alta como 5 veces la amplitud de la corriente continua de entrada / salida de CC. El tiempo de transición suele ser de aproximadamente 50 ns.

Estos dos bucles son los más propensos a las interferencias electromagnéticas, por lo que estos bucles de CA deben colocarse antes que las otras líneas impresas en la fuente de alimentación. Los tres componentes principales de cada bucle son condensadores de filtro, interruptores de potencia o rectificadores, inductores o transformadores. Colóquelos uno al lado del otro y ajuste la posición de los componentes para que la ruta actual entre ellos sea lo más corta posible. La mejor manera de establecer un diseño de fuente de alimentación conmutada es similar a su diseño eléctrico. El mejor proceso de diseño es el siguiente:

colocar el transformador

diseño de bucle de corriente del interruptor de alimentación

Diseño de bucle de corriente del rectificador de salida

Circuito de control conectado al circuito de alimentación de CA

Diseñe el bucle de fuente de corriente de entrada y el filtro de entrada. Diseñe el lazo de carga de salida y el filtro de salida de acuerdo con la unidad funcional del circuito. Al diseñar todos los componentes del circuito, se deben cumplir los siguientes principios:

(1) Primero, considere el tamaño de la PC B. Cuando el tamaño de la PC B es demasiado grande, las líneas impresas serán largas, la impedancia aumentará, la capacidad antirruido disminuirá y el costo aumentará; si el tamaño de la PC B es demasiado pequeño, la disipación de calor no será buena y las líneas adyacentes se alterarán fácilmente. La mejor forma de la placa de circuito es rectangular, la relación de aspecto es 3: 2 o 4: 3, y los componentes ubicados en el borde de la placa de circuito generalmente no están a menos de 2 mm del borde de la placa de circuito.

(2) Al colocar el dispositivo, considere la soldadura posterior, no demasiado densa.

(3) Tome el componente central de cada circuito funcional como el centro y colóquelo alrededor. Los componentes deben estar dispuestos de manera uniforme, ordenada y compacta en la PC B, minimizar y acortar los cables y las conexiones entre los componentes, y el condensador de desacoplamiento debe estar lo más cerca posible del VCC del dispositivo.

(4) Para circuitos que operan a altas frecuencias, se deben considerar los parámetros distribuidos entre componentes. Generalmente, el circuito debe disponerse en paralelo tanto como sea posible. De esta manera, no solo es hermoso, sino también fácil de instalar y soldar, y fácil de producir en masa.

(5) Organice la posición de cada unidad de circuito funcional de acuerdo con el flujo del circuito, de modo que el diseño sea conveniente para la circulación de la señal y la señal se mantenga en la misma dirección posible.

(6) El primer principio de diseño es garantizar la velocidad del cableado, prestar atención a la conexión de los cables volantes al mover el dispositivo y juntar los dispositivos conectados.

(7) Reduzca el área del bucle tanto como sea posible para suprimir la interferencia de radiación de la fuente de alimentación de conmutación.

configuración de parámetros

La distancia entre cables adyacentes debe poder cumplir con los requisitos de seguridad eléctrica y, para facilitar la operación y la producción, la distancia debe ser lo más amplia posible. El espacio mínimo debe ser al menos adecuado para el voltaje tolerable. Cuando la densidad del cableado es baja, el espaciado de las líneas de señal se puede aumentar de manera apropiada. Para líneas de señal con una gran brecha entre los niveles altos y bajos, el espaciado debe ser lo más corto posible y debe aumentarse el espaciado. Establezca el espaciado de trazas en 8 mil.

La distancia desde el borde del orificio interior de la almohadilla hasta el borde de la placa impresa debe ser superior a 1 mm, para evitar los defectos de la almohadilla durante el procesamiento. Cuando las trazas conectadas a las almohadillas son delgadas, la conexión entre las almohadillas y las trazas debe diseñarse en forma de gota. La ventaja de esto es que las almohadillas no son fáciles de pelar, pero las huellas y las almohadillas no se desconectan fácilmente.

Alambrado

La fuente de alimentación conmutada contiene señales de alta frecuencia. Cualquier línea impresa en la PC B puede funcionar como antena. La longitud y el ancho de la línea impresa afectarán su impedancia e inductancia, lo que afectará a la respuesta de frecuencia. Incluso las líneas impresas que pasan señales de CC pueden acoplarse a señales de radiofrecuencia de líneas impresas adyacentes y causar problemas en el circuito (e incluso volver a irradiar señales de interferencia). Por lo tanto, todas las líneas impresas que pasan corriente CA deben diseñarse para que sean lo más cortas y anchas posible, lo que significa que todos los componentes conectados a las líneas impresas y otras líneas eléctricas deben colocarse muy cerca.

La longitud de la línea impresa es proporcional a la inductancia e impedancia que exhibe, mientras que el ancho es inversamente proporcional a la inductancia e impedancia de la línea impresa. La longitud refleja la longitud de onda de la respuesta de la línea impresa. Cuanto mayor sea la longitud, menor será la frecuencia a la que la línea impresa puede enviar y recibir ondas electromagnéticas, y puede irradiar más energía de radiofrecuencia. De acuerdo con la corriente de la placa de circuito impreso, intente aumentar el ancho de la línea de alimentación para reducir la resistencia del bucle. Al mismo tiempo, haga que la dirección de la línea eléctrica y la línea de tierra sean coherentes con la dirección de la corriente, lo que ayuda a mejorar la capacidad antirruido. La conexión a tierra es la rama inferior de los cuatro bucles de corriente de la fuente de alimentación conmutada. Desempeña un papel importante como punto de referencia común para el circuito. Es un método importante para controlar la interferencia.

Por lo tanto, la ubicación del cable de conexión a tierra debe considerarse cuidadosamente en el diseño. La combinación de varias conexiones a tierra provocará un suministro de energía inestable.

Se debe prestar atención a los siguientes puntos en el diseño del cable de tierra:

1. Elija correctamente la conexión a tierra de un solo punto. Generalmente, el terminal común del condensador de filtro debe ser el único punto de conexión para acoplar otros puntos de conexión a tierra a la tierra de CA de alta corriente. Se debe conectar al punto de puesta a tierra de este nivel, considerando principalmente que se cambia la corriente que fluye de regreso a tierra en cada parte del circuito. La impedancia de la línea de flujo real provocará el cambio del potencial de tierra de cada parte del circuito e introducirá interferencias. En esta fuente de alimentación conmutada, su cableado y la inductancia entre los dispositivos tienen poca influencia, y la corriente circulante formada por el circuito de puesta a tierra tiene una mayor influencia en la interferencia. Conectados al pin de tierra, los cables de tierra de varios componentes del bucle de corriente del rectificador de salida también están conectados a los pines de tierra de los condensadores de filtro correspondientes, de modo que la fuente de alimentación funcione de manera más estable y no sea fácil de autoexcitar. Conecte dos diodos o una pequeña resistencia, de hecho, se puede conectar a una pieza de lámina de cobre relativamente concentrada.

2. Espesar el cable de conexión a tierra tanto como sea posible. Si el cable de conexión a tierra es muy delgado, el potencial de tierra cambiará con el cambio de la corriente, lo que hará que el nivel de la señal de sincronización del equipo electrónico sea inestable y el rendimiento antirruido se deteriorará. Por lo tanto, es necesario asegurarse de que cada terminal de conexión a tierra de corriente grande utilice cables impresos lo más cortos y anchos posible, y ensanche el ancho de los cables de alimentación y de tierra tanto como sea posible. Es mejor hacer que los cables de tierra sean más anchos que los cables de alimentación. Su relación es: cable de tierra “cable de alimentación” cable de señal. El ancho debe ser superior a 3 mm, y también se puede usar una gran área de capa de cobre como cable de tierra, y los lugares no utilizados en la placa de circuito impreso se conectan a tierra como cable de tierra. Al realizar el cableado global, también se deben seguir los siguientes principios:

(1) Dirección del cableado: desde la perspectiva de la superficie de soldadura, la disposición de los componentes debe ser lo más consistente posible con el diagrama esquemático. La dirección del cableado es mejor para ser coherente con la dirección del cableado del diagrama del circuito, porque generalmente se requieren varios parámetros en la superficie de soldadura durante el proceso de producción. Inspección, por lo que es conveniente para la inspección, depuración y revisión en producción (Nota: se refiere a la premisa de cumplir con el rendimiento del circuito y los requisitos de toda la instalación de la máquina y el diseño del panel).

(2) Al diseñar el diagrama de cableado, el cableado no debe doblarse tanto como sea posible y el ancho de línea en el arco impreso no debe cambiar repentinamente. La esquina del cable debe ser ≥90 grados y las líneas deben ser simples y claras.

(3) No se permiten circuitos cruzados en el circuito impreso. Para las líneas que pueden cruzarse, puede usar “taladrar” y “enrollar” para resolver el problema. Es decir, deje que cierto cable “perfore” a través del espacio debajo de otras resistencias, condensadores y pines de triodo, o “enrolle” a través del extremo de cierto cable que puede cruzarse. En circunstancias especiales, cuán complejo es el circuito, también se permite simplificar el diseño. Use cables para hacer un puente para resolver el problema del circuito cruzado. Debido a la placa de un solo lado, los componentes en línea están ubicados en la superficie superior y los dispositivos de montaje en superficie se encuentran en la superficie inferior. Por lo tanto, los dispositivos en línea pueden superponerse con los dispositivos de montaje en superficie durante el diseño, pero se debe evitar la superposición de las almohadillas.

3. Tierra de entrada y tierra de salida Esta fuente de alimentación conmutada es una CC-CC de bajo voltaje. Para retroalimentar el voltaje de salida al primario del transformador, los circuitos en ambos lados deben tener una tierra de referencia común, por lo que después de colocar cobre en los cables de tierra en ambos lados, deben conectarse juntos para formar una tierra común.

una examinacion

Una vez que se completa el diseño del cableado, es necesario verificar cuidadosamente si el diseño del cableado se ajusta a las reglas establecidas por el diseñador y, al mismo tiempo, es necesario confirmar si las reglas establecidas cumplen con los requisitos del proceso de producción de la placa impresa. . Generalmente, verifique las líneas y líneas, las líneas y los pads de componentes y las líneas. Si las distancias entre los orificios pasantes, las almohadillas de los componentes y los orificios pasantes, los orificios pasantes y los orificios pasantes son razonables, y si cumplen con los requisitos de producción. Si el ancho de la línea eléctrica y la línea de tierra son apropiados, y si hay un lugar para ensanchar la línea de tierra en la PCB. Nota: algunos errores se pueden ignorar. Por ejemplo, cuando una parte del contorno de algunos conectores se coloca fuera del marco de la placa, se producirán errores al verificar el espaciado; Además, cada vez que se modifican el cableado y las vías, se debe volver a recubrir el cobre.