Rääkides PCB-plaadi konstruktsioonikaalutlustest lülitustoiteallika projekteerimisel

Lülituva toiteallika projekteerimisel võetakse arvesse selle füüsilist disaini PCB plaat on viimane link. Kui projekteerimismeetod on vale, võib PCB kiirata liiga palju elektromagnetilisi häireid ja põhjustada toiteallika ebastabiilse töö. Iga etapi analüüsimisel tuleb tähelepanu pöörata järgmistele küsimustele.

ipcb

Disaini voog skemaatiliselt PCB-le

Komponentide parameetrite määramine – “sisendprintsiibi võrguloend – “disainiparameetrite sätted -” käsitsi paigutus – “käsitsi juhtmestik – “kontrollprojekt -” ülevaade – “CAM-i väljund.

Komponendi paigutus

Praktika on tõestanud, et isegi kui vooluringi skemaatiline ülesehitus on õige ja trükkplaat ei ole korralikult projekteeritud, mõjutab see elektroonikaseadmete töökindlust negatiivselt. Näiteks kui trükiplaadi kaks õhukest paralleelset joont on lähestikku, põhjustab see signaali lainekuju viivitust ja peegeldusmüra ülekandeliini lõpus; toiteallika ja maandusliini ebaõigest arvestamisest põhjustatud häired põhjustavad toote kahjustamise. Jõudlus väheneb, seega tuleks trükkplaadi projekteerimisel pöörata tähelepanu õige meetodi kasutuselevõtule. Igal lülitustoiteallikal on neli vooluahelat:

(1) Toitelüliti vahelduvvooluahel

(2) väljundalaldi vahelduvvooluahel

(3) Sisendsignaali allika vooluahel

(4) väljundkoormusvoolu ahela sisendsilmus

Sisendkondensaatorit laetakse ligikaudse alalisvooluga. Filtri kondensaator toimib peamiselt lairiba energiasalvestina; samamoodi kasutatakse väljundfiltri kondensaatorit ka väljundalaldi kõrgsagedusliku energia salvestamiseks ja väljundkoormusahela alalisvoolu kõrvaldamiseks. Seetõttu on sisend- ja väljundfiltri kondensaatorite klemmid väga olulised. Sisend- ja väljundvooluahelad tuleks ühendada toiteallikaga ainult vastavalt filtri kondensaatori klemmidest; kui sisend/väljundahela ja toitelüliti/alaldi ahela vahelist ühendust ei saa kondensaatoriga ühendada Klemm on otse ühendatud ja vahelduvvoolu energia kiirgatakse keskkonda sisend- või väljundfiltri kondensaatori kaudu.

Toitelüliti vahelduvvooluahel ja alaldi vahelduvvooluahel sisaldavad suure amplituudiga trapetsikujulisi voolusid. Nende voolude harmoonilised komponendid on väga kõrged. Sagedus on palju suurem kui lüliti põhisagedus. Tippamplituud võib olla kuni 5 korda suurem pideva sisend-/väljundvoolu alalisvoolu amplituudist. Üleminekuaeg on tavaliselt Umbes 50 ns.

Need kaks silmust on elektromagnetiliste häirete suhtes kõige altid, seega tuleb need vahelduvvooluahelad paigutada enne teisi toiteallika prinditud ridu. Iga ahela kolm põhikomponenti on filtrikondensaatorid, toitelülitid või alaldid, induktiivpoolid või trafod. Asetage need üksteise kõrvale ja reguleerige komponentide asukohta, et voolutee nende vahel oleks võimalikult lühike. Parim viis lülitustoiteallika paigutuse loomiseks on sarnane selle elektrilise konstruktsiooniga. Parim projekteerimisprotsess on järgmine:

asetage trafo

disaini toitelüliti vooluahel

Disain väljundalaldi vooluahel

Vahelduvvoolu toiteahelaga ühendatud juhtahel

Kujundage sisendvooluallika ahel ja sisendfilter. Projekteerige väljundkoormusahel ja väljundfilter vastavalt ahela funktsionaalsele ühikule. Ahela kõigi komponentide paigutamisel tuleb järgida järgmisi põhimõtteid:

(1) Esiteks kaaluge PC B suurust. Kui PC B suurus on liiga suur, on prinditud read pikad, impedants suureneb, müravastane võime väheneb ja kulud suurenevad; kui PC B suurus on liiga väike, ei ole soojuse hajumine hea ja külgnevad read on kergesti häiritavad. Trükkplaadi parim kuju on ristkülikukujuline, kuvasuhe on 3:2 või 4:3 ning trükkplaadi serval asuvad komponendid ei asu üldjuhul trükkplaadi servast vähem kui 2 mm kaugusel.

(2) Seadme paigutamisel arvestage järgneva jootmisega, mitte liiga tihedaga.

(3) Võtke iga funktsionaalse vooluringi põhikomponent keskpunktiks ja asetage selle ümber. Komponendid peavad olema PC B-l ühtlaselt, korralikult ja kompaktselt paigutatud, minimeerida ja lühendada komponentide vahelisi juhtmeid ja ühendusi ning lahtisidestuskondensaator peaks olema seadme VCC-le võimalikult lähedal.

(4) Kõrgetel sagedustel töötavate vooluahelate puhul tuleb arvesse võtta komponentide vahel jaotunud parameetreid. Üldjuhul peaks vooluahel olema võimalikult paralleelselt paigutatud. Nii pole see mitte ainult ilus, vaid ka lihtne paigaldada ja keevitada ning masstoota.

(5) Korraldage iga funktsionaalse vooluahela üksuse asukoht vastavalt vooluringile, nii et paigutus oleks signaali ringluseks mugav ja signaal hoitakse võimalikult samas suunas.

(6) Paigutuse esimene põhimõte on tagada juhtmestiku kiirus, pöörata tähelepanu lendavate juhtmete ühendamisele seadme teisaldamisel ja ühendada ühendatud seadmed.

(7) Lülitustoiteallika kiirgushäirete summutamiseks vähendage ahela pindala nii palju kui võimalik.

parameetrite seaded

Kõrvuti asetsevate juhtmete vaheline kaugus peab vastama elektriohutusnõuetele ning töö ja tootmise hõlbustamiseks peaks vahekaugus olema võimalikult lai. Minimaalne vahekaugus peab vastama vähemalt talutavale pingele. Kui juhtmestiku tihedus on madal, saab signaaliliinide vahekaugust vastavalt suurendada. Signaaliliinide puhul, mille kõrge ja madala taseme vahel on suur vahe, peaks vahekaugus olema võimalikult lühike ja vahekaugust tuleks suurendada. Määrake jälgede vahekauguseks 8 miili.

Kaugus padja sisemise augu servast trükkplaadi servani peaks olema suurem kui 1 mm, et vältida padja defekte töötlemise ajal. Kui patjadega ühendatud jäljed on õhukesed, tuleks patjade ja jälgede vaheline ühendus kujundada tilgakujuliseks. Selle eeliseks on see, et padjandeid ei ole lihtne koorida, kuid jäljed ja padjad ei ole kergesti lahti ühendatud.

Okablowanie

Lülitustoiteallikas sisaldab kõrgsageduslikke signaale. Antenina võib toimida mis tahes arvuti B prinditud rida. Prinditud joone pikkus ja laius mõjutavad selle impedantsi ja induktiivsust, mõjutades seeläbi sagedusreaktsiooni. Isegi prinditud liinid, mis läbivad alalisvoolu signaale, võivad ühenduda külgnevate trükitud liinide raadiosagedussignaalidega ja põhjustada vooluringi probleeme (ja isegi kiirgada häirivaid signaale). Seetõttu tuleks kõik vahelduvvoolu läbivad trükitud liinid projekteerida võimalikult lühikeseks ja laiaks, mis tähendab, et kõik prinditud liinide ja muude elektriliinidega ühendatud komponendid tuleb asetada väga lähedale.

Trükitud joone pikkus on võrdeline sellel esineva induktiivsuse ja impedantsiga, samas kui laius on pöördvõrdeline trükitud joone induktiivsuse ja impedantsiga. Pikkus peegeldab trükitud joone vastuse lainepikkust. Mida pikem on pikkus, seda madalama sagedusega saab trükitud liin saata ja vastu võtta elektromagnetlaineid ning kiirata rohkem raadiosageduslikku energiat. Vastavalt trükkplaadi voolutugevusele proovige voolujuhtme laiust suurendada, et ahela takistust vähendada. Samal ajal muutke toiteliini ja maandusliini suund voolu suunale vastavaks, mis aitab parandada müravastast võimet. Maandus on lülitustoiteallika nelja vooluahela alumine haru. See mängib olulist rolli vooluringi ühise võrdluspunktina. See on oluline meetod häirete kontrollimiseks.

Seetõttu tuleks paigutuses hoolikalt kaaluda maandusjuhtme paigutust. Erinevate maanduste segamine põhjustab ebastabiilse toiteallika.

Maandusjuhtme projekteerimisel tuleks tähelepanu pöörata järgmistele punktidele:

1. Valige õigesti ühepunktiline maandus. Üldiselt peaks filtrikondensaatori ühine klemm olema ainuke ühenduspunkt teiste maanduspunktide ühendamiseks tugeva voolu vahelduvvoolu maandusega. See tuleks ühendada selle taseme maanduspunktiga, arvestades peamiselt seda, et vooluahela igas osas maasse tagasi voolav vool muudetakse. Tegeliku voolava liini takistus põhjustab vooluringi iga osa maanduspotentsiaali muutumise ja häireid. Selles lülitustoiteallikas on selle juhtmestikul ja seadmetevahelisel induktiivsusel vähe mõju ning maandusahela moodustatud tsirkulatsioonivoolul on suurem mõju häiretele. Maanduskontaktiga ühendatuna on mitme väljundalaldi vooluahela komponendi maandusjuhtmed ühendatud ka vastavate filtrikondensaatorite maanduskontaktidega, nii et toide töötab stabiilsemalt ja pole kerge iseergastuv. Ühendage kaks dioodi või väike takisti, tegelikult saab selle ühendada suhteliselt kontsentreeritud vaskfooliumitükiga.

2. Paksendage maandusjuhet nii palju kui võimalik. Kui maandusjuhe on väga õhuke, muutub maanduspotentsiaal voolu muutumisel, mistõttu elektroonikaseadmete ajastussignaali tase muutub ebastabiilseks ja müravastane jõudlus halveneb. Seetõttu on vaja tagada, et iga suure voolu maandusklemm Kasutaks võimalikult lühikesi ja võimalikult laiu trükitud juhtmeid ning suurendaks nii palju kui võimalik toite- ja maandusjuhtmete laiust. Parim on teha maandusjuhtmed laiemaks kui toitejuhtmed. Nende seos on: maandusjuhtme “toitejuhtme” signaalijuhe. Laius peaks olema suurem kui 3mm ja maandusjuhtmena saab kasutada ka suurt ala vasekihti ning trükkplaadi kasutamata kohad ühendatakse maandusega maandusjuhtmena. Globaalse juhtmestiku tegemisel tuleb järgida ka järgmisi põhimõtteid:

(1) Juhtmestiku suund: jootepinna seisukohast peaks komponentide paigutus olema võimalikult kooskõlas skemaatilise diagrammiga. Juhtmete suund on kõige parem olla kooskõlas skeemi juhtmestiku suunaga, sest tavaliselt on tootmisprotsessi käigus jootepinnal vaja erinevaid parameetreid. Kontrollimine, nii et see on tootmises kontrollimiseks, silumiseks ja kapitaalremondiks mugav (Märkus: viitab eeldusele, mis vastab vooluahela jõudlusele ning kogu masina paigaldamise ja paneeli paigutuse nõuetele).

(2) Elektriskeemi koostamisel ei tohiks juhtmestik võimalikult palju painduda ja prinditud kaare joone laius ei tohiks järsult muutuda. Traadi nurk peab olema ≥90 kraadi ja jooned peavad olema lihtsad ja selged.

(3) Trükiahelas ei ole lubatud ristahelad. Ristneda võivate joonte puhul saate probleemi lahendamiseks kasutada “puurimist” ja “mähkimist”. See tähendab, et lase teatud juhtmel “puurida” läbi teiste takistite, kondensaatorite ja trioodi tihvtide all oleva pilu või “tuule” läbi teatud juhtme otsa, mis võib ristuda. Eriolukordades, kui keeruline on vooluahel, on lubatud ka konstruktsiooni lihtsustada. Kasutage ristahela probleemi lahendamiseks sildamiseks juhtmeid. Tänu ühepoolsele plaadile paiknevad in-line komponendid to p pinnal ja pindkinnitusseadmed alumisel pinnal. Seetõttu võivad reas olevad seadmed paigutuse ajal kattuda pindpaigaldusseadmetega, kuid patjade kattumist tuleks vältida.

3. Sisend- ja väljundmaandus See lülitustoiteallikas on madalpinge DC-DC. Väljundpinge tagasisaatmiseks trafo primaarjuhtmesse peaks mõlema poole ahelatel olema ühine võrdlusmaandus, nii et pärast vase paigaldamist mõlemale poole maandusjuhtmetele tuleb need ühendada, et moodustada ühine maandus.

eksam

Pärast juhtmestiku projekti valmimist tuleb hoolikalt kontrollida, kas juhtmestiku projekt vastab projekteerija poolt kehtestatud reeglitele ning samas on vaja veenduda, kas kehtestatud reeglid vastavad trükkplaadi tootmisprotsessi nõuetele. . Üldiselt kontrollige jooni ja jooni, jooni ja komponentide padjaid ning jooni. Kas kaugused läbivatest avadest, komponendipadjanditest ja läbivatest avadest, läbivatest ja läbivatest avadest on mõistlikud ning kas need vastavad tootmisnõuetele. Kas elektriliini ja maandusliini laius on sobiv ja kas PCB-s on koht maaliini laiendamiseks. Märkus. Mõningaid vigu saab ignoreerida. Näiteks kui osa mõne pistiku kontuurist asetatakse plaadiraamist väljapoole, tekivad vahekauguse kontrollimisel vead; lisaks tuleb iga kord, kui juhtmeid ja läbiviike muudetakse, vask uuesti katta.