U dizajnu sklopnog napajanja, fizički dizajn PCB ploča je zadnja poveznica. Ako je metoda dizajna neispravna, PCB može zračiti previše elektromagnetskih smetnji i uzrokovati nestabilan rad napajanja. Sljedeće su stvari na koje treba obratiti pažnju u svakom koraku analize:

Tijek dizajna od sheme do PCB-a

Uspostavljanje parametara komponenti-“princip ulaza netlist-“postavke parametara dizajna-” ručni izgled-“ručno ožičenje-“provjera dizajna-” pregled-“CAM izlaz.

Raspored komponenti

Praksa je pokazala da čak i ako je shema sklopa ispravna, a tiskana ploča nije pravilno dizajnirana, to će negativno utjecati na pouzdanost elektroničke opreme. Na primjer, ako su dvije tanke paralelne linije tiskane ploče blizu jedna drugoj, to će uzrokovati kašnjenje valnog oblika signala i šum refleksije na kraju prijenosne linije; smetnje uzrokovane nepravilnim razmatranjem napajanja i uzemljenja uzrokovat će oštećenje proizvoda. Izvedba je smanjena, pa pri projektiranju tiskane ploče treba obratiti pozornost na usvajanje ispravne metode. Svako sklopno napajanje ima četiri strujne petlje:

(1) Izmjenični krug prekidača za napajanje

(2) izlazni ispravljački krug izmjenične struje

(3) Strujna petlja izvora ulaznog signala

(4) izlazna strujna petlja ulazna petlja

Ulazni kondenzator se puni približnom istosmjernom strujom. Filterski kondenzator uglavnom djeluje kao širokopojasno skladište energije; slično, kondenzator izlaznog filtra također se koristi za pohranu visokofrekventne energije iz izlaznog ispravljača i eliminaciju istosmjerne energije izlazne petlje opterećenja. Stoga su terminali ulaznih i izlaznih filtarskih kondenzatora vrlo važni. Ulazni i izlazni strujni krugovi trebaju biti spojeni na napajanje samo s terminala filtarskog kondenzatora; ako se veza između ulazno/izlaznog kruga i strujnog sklopa/ispravljačkog kruga ne može spojiti na kondenzator Terminal je izravno spojen, a izmjenična energija će se zračiti u okolinu putem ulaznog ili izlaznog filterskog kondenzatora.

AC krug sklopke za napajanje i AC krug ispravljača sadrže trapezoidne struje velike amplitude. Harmonične komponente ovih struja su vrlo visoke. Frekvencija je mnogo veća od osnovne frekvencije prekidača. Maksimalna amplituda može biti čak 5 puta veća od amplitude kontinuirane ulazno/izlazne istosmjerne struje. Prijelazno vrijeme je obično približno 50 ns.

Ove dvije petlje su najsklonije elektromagnetskim smetnjama, pa se ove AC petlje moraju postaviti prije ostalih ispisanih linija u napajanju. Tri glavne komponente svake petlje su filtarski kondenzatori, strujni prekidači ili ispravljači, prigušnice ili transformatori. Postavite ih jednu do druge i prilagodite položaj komponenti kako bi trenutni put između njih bio što kraći. Najbolji način za uspostavljanje rasporeda sklopnog napajanja sličan je njegovom električnom dizajnu. Najbolji proces dizajna je sljedeći:

postavite transformator

dizajn strujna petlja prekidača za napajanje

Projektiranje izlazne strujne petlje ispravljača

Upravljački krug spojen na strujni krug izmjenične struje

Dizajnirajte petlju izvora ulazne struje i ulazni filtar. Dizajnirajte izlaznu petlju opterećenja i izlazni filtar prema funkcionalnoj jedinici kruga. Prilikom postavljanja svih komponenti kruga moraju se poštovati sljedeća načela:

(1) Prvo, razmotrite veličinu PC-a B. Kada je veličina PC-a B prevelika, ispisane linije će biti dugačke, impedancija će se povećati, sposobnost zaštite od buke će se smanjiti, a cijena će se povećati; ako je PC B veličina premala, rasipanje topline neće biti dobro, a susjedne linije će se lako poremetiti. Najbolji oblik pločice je pravokutni, omjer stranica je 3:2 ili 4:3, a komponente smještene na rubu pločice općenito nisu manje od 2 mm od ruba ploče.

(2) Prilikom postavljanja uređaja uzmite u obzir naknadno lemljenje, ne previše gusto.

(3) Uzmite središnju komponentu svakog funkcionalnog kruga kao središte i rasporedite oko nje. Komponente trebaju biti ravnomjerno, uredno i kompaktno raspoređene na PC B, minimizirati i skratiti vodove i veze između komponenti, a kondenzator za razdvajanje treba biti što bliže VCC uređaja.

(4) Za krugove koji rade na visokim frekvencijama, moraju se uzeti u obzir raspoređeni parametri između komponenti. Općenito, krug treba biti raspoređen paralelno što je više moguće. Na taj način ne samo da je lijep, već i jednostavan za ugradnju i zavarivanje, te lak za masovnu proizvodnju.

(5) Rasporedite položaj svake funkcionalne jedinice strujnog kruga prema protoku kruga, tako da raspored bude prikladan za cirkulaciju signala, a da se signal drži u istom smjeru koliko je to moguće.

(6) Prvi princip rasporeda je osigurati brzinu ožičenja, obratiti pažnju na spajanje letećih vodova prilikom pomicanja uređaja i spojiti spojene uređaje.

(7) Smanjite područje petlje što je više moguće kako biste suzbili smetnje zračenja sklopnog napajanja.

postavke parametara

Udaljenost između susjednih žica mora biti u stanju zadovoljiti zahtjeve električne sigurnosti, a kako bi se olakšao rad i proizvodnja, razmak treba biti što veći. Minimalni razmak mora biti barem prikladan za podnošljiv napon. Kada je gustoća ožičenja niska, razmak signalnih vodova može se na odgovarajući način povećati. Za signalne vodove s velikim razmakom između visoke i niske razine, razmak treba biti što kraći, a razmak treba povećati. Postavite razmak traga na 8 mil.

Udaljenost od ruba unutarnje rupe jastučića do ruba tiskane ploče treba biti veća od 1 mm, kako bi se izbjegla oštećenja jastučića tijekom obrade. Kada su tragovi povezani s jastučićima tanki, spoj između jastučića i tragova treba biti oblikovan u obliku kapljice. Prednost ovoga je što se jastučići ne gule lako, ali se tragovi i jastučići ne odvajaju lako.

Elektroinstalacije

Preklopno napajanje sadrži visokofrekventne signale. Bilo koja ispisana linija na PC-u B može funkcionirati kao antena. Duljina i širina ispisane linije utjecat će na njenu impedanciju i induktivnost, čime će utjecati na frekvencijski odziv. Čak i tiskane linije koje prolaze istosmjerne signale mogu se povezati s radiofrekvencijskim signalima iz susjednih tiskanih linija i uzrokovati probleme u krugu (pa čak i ponovno zračiti ometajuće signale). Stoga sve tiskane vodove koji prolaze izmjeničnu struju treba projektirati tako da budu što kraći i širi, što znači da se sve komponente povezane s tiskanim vodovima i drugim dalekovodima moraju postaviti vrlo blizu.

Duljina tiskane linije proporcionalna je induktivnosti i impedanciji koju pokazuje, dok je širina obrnuto proporcionalna induktivnosti i impedanciji tiskane linije. Duljina odražava valnu duljinu odgovora ispisane linije. Što je duljina duža, to je niža frekvencija na kojoj ispisana linija može slati i primati elektromagnetske valove i može zračiti više radiofrekventne energije. U skladu sa strujom tiskane ploče, pokušajte povećati širinu dalekovoda kako biste smanjili otpor petlje. Istodobno, usmjerite smjer dalekovoda i uzemljenja u skladu sa smjerom struje, što pomaže poboljšati sposobnost zaštite od buke. Uzemljenje je donja grana četiri strujne petlje sklopnog napajanja. Ima važnu ulogu kao zajednička referentna točka za krug. Važna je metoda kontrole smetnji.

Stoga u rasporedu treba pažljivo razmotriti postavljanje žice za uzemljenje. Miješanje različitih uzemljenja će uzrokovati nestabilno napajanje.

Pri dizajnu žice za uzemljenje treba obratiti pozornost na sljedeće točke:

1. Ispravno odaberite uzemljenje u jednoj točki. Općenito, zajednički terminal filtarskog kondenzatora trebao bi biti jedina spojna točka za spajanje drugih točaka uzemljenja na AC masu velike struje. Treba ga spojiti na točku uzemljenja ove razine, uglavnom uzimajući u obzir da se struja koja teče natrag u zemlju u svakom dijelu kruga mijenja. Impedancija stvarnog protočnog voda prouzročit će promjenu potencijala uzemljenja svakog dijela kruga i unijeti smetnje. U ovom prekidačkom napajanju, njegovo ožičenje i induktivnost između uređaja imaju mali utjecaj, a veći utjecaj na smetnje ima cirkulirajuća struja koju stvara krug uzemljenja. Spojene na uzemljenje, žice za uzemljenje nekoliko komponenti izlazne strujne petlje ispravljača također su spojene na uzemljenje odgovarajućih filtarskih kondenzatora, tako da napajanje radi stabilnije i nije ga lako samouzbuditi. Spojite dvije diode ili mali otpornik, dapače, može se spojiti na relativno koncentriran komad bakrene folije.

2. Podebljajte žicu za uzemljenje što je više moguće. Ako je žica za uzemljenje vrlo tanka, potencijal uzemljenja će se promijeniti s promjenom struje, što će uzrokovati nestabilnost razine vremenskog signala elektroničke opreme, a učinak zaštite od buke će se pogoršati. Stoga je potrebno osigurati da svaki veliki strujni terminal za uzemljenje koristi tiskane žice što je moguće kraće i šire, te širinu žica za napajanje i uzemljenje što je više moguće. Najbolje je da žice za uzemljenje budu šire od žica za napajanje. Njihov odnos je: signalna žica za uzemljenje “power wire”. Širina bi trebala biti veća od 3 mm, a velika površina bakrenog sloja može se koristiti i kao žica za uzemljenje, a neiskorištena mjesta na tiskanoj ploči su spojena na uzemljenje kao žica za uzemljenje. Prilikom izvođenja globalnog ožičenja također se moraju poštivati ​​sljedeća načela:

(1) Smjer ožičenja: Iz perspektive površine lemljenja, raspored komponenti trebao bi biti što je moguće više u skladu sa shematskim dijagramom. Najbolje je da smjer ožičenja bude u skladu sa smjerom ožičenja na dijagramu strujnog kruga, jer su tijekom proizvodnog procesa na površini lemljenja obično potrebni različiti parametri. Inspekcija, tako da je to prikladno za inspekciju, otklanjanje pogrešaka i remont u proizvodnji (Napomena: odnosi se na premisu ispunjavanja izvedbe kruga i zahtjeva cjelokupne instalacije stroja i rasporeda panela).

(2) Prilikom izrade dijagrama ožičenja, ožičenje se ne smije savijati što je više moguće, a širina linije na ispisanom luku ne smije se naglo mijenjati. Kut žice trebao bi biti ≥90 stupnjeva, a linije trebaju biti jednostavne i jasne.

(3) U tiskanom krugu nisu dopušteni križni krugovi. Za linije koje se mogu križati možete koristiti “bušenje” i “namotavanje” kako biste riješili problem. Odnosno, neka određeni olovo “buši” kroz prazninu ispod drugih otpornika, kondenzatora i triodnih pinova, ili “navija” kroz kraj određenog odvoda koji se može prijeći. U posebnim okolnostima, koliko je sklop složen, također je dopušteno pojednostaviti dizajn. Koristite žice za premošćivanje kako biste riješili problem križnog kruga. Zbog jednostrane ploče, in-line komponente se nalaze na gornjoj površini, a uređaji za površinsku montažu nalaze se na donjoj površini. Stoga se in-line uređaji mogu preklapati s uređajima za površinsku montažu tijekom rasporeda, ali treba izbjegavati preklapanje jastučića.

3. Ulazno i ​​izlazno uzemljenje Ovo sklopno napajanje je niskonaponski DC-DC. Za napajanje izlaznog napona natrag na primarni transformator, krugovi s obje strane trebaju imati zajedničku referentnu masu, tako da nakon polaganja bakrenih žica za uzemljenje s obje strane, moraju biti spojeni zajedno kako bi tvorili zajedničku masu.

ispit

Nakon dovršenog projekta ožičenja potrebno je pažljivo provjeriti je li projekt ožičenja u skladu s pravilima koja je postavio projektant, a ujedno je potrebno potvrditi ispunjavaju li utvrđena pravila zahtjeve procesa proizvodnje tiskane ploče. . Općenito, provjerite linije i linije, linije i jastučiće komponenti i linije. Jesu li udaljenosti od prolaznih rupa, komponentnih jastučića i prolaznih rupa, prolaznih rupa i prolaznih rupa razumne i zadovoljavaju li proizvodne zahtjeve. Je li širina dalekovoda i uzemljenja prikladna i postoji li mjesto za proširenje uzemljenja u PCB-u. Napomena: Neke se pogreške mogu zanemariti. Na primjer, kada se dio obrisa nekih konektora postavi izvan okvira ploče, doći će do pogrešaka prilikom provjere razmaka; osim toga, svaki put kada se ožičenje i spojevi mijenjaju, bakar se mora ponovno premazati.