Dalam desain catu daya switching, desain fisik dari: Papan PCB adalah tautan terakhir. Jika metode desain tidak tepat, PCB dapat memancarkan terlalu banyak interferensi elektromagnetik dan menyebabkan catu daya bekerja tidak stabil. Berikut ini adalah hal-hal yang perlu diperhatikan dalam setiap langkah analisis:

Aliran desain dari skema ke PCB

Menetapkan parameter komponen-“prinsip input netlist-“pengaturan parameter desain -” tata letak manual-“pengkabelan manual-“desain verifikasi -” ulasan-“output CAM.

Tata letak komponen

Praktek telah membuktikan bahwa bahkan jika desain skema sirkuit benar dan papan sirkuit cetak tidak dirancang dengan benar, itu akan mempengaruhi keandalan peralatan elektronik. Misalnya, jika dua garis paralel tipis dari papan cetak berdekatan, itu akan menyebabkan penundaan bentuk gelombang sinyal dan kebisingan pantulan di ujung saluran transmisi; gangguan yang disebabkan oleh pertimbangan catu daya dan saluran arde yang tidak tepat akan menyebabkan produk rusak. Performanya berkurang, jadi ketika mendesain papan sirkuit tercetak, perhatian harus diberikan untuk mengadopsi metode yang benar. Setiap catu daya switching memiliki empat loop arus:

(1) Saklar daya sirkuit AC

(2) rangkaian AC penyearah keluaran

(3) Loop arus sumber sinyal input

(4) keluaran beban arus loop masukan loop

Kapasitor input diisi oleh arus DC perkiraan. Kapasitor filter terutama bertindak sebagai penyimpanan energi broadband; sama halnya, kapasitor filter keluaran juga digunakan untuk menyimpan energi frekuensi tinggi dari penyearah keluaran dan menghilangkan energi DC dari loop beban keluaran. Oleh karena itu, terminal kapasitor filter input dan output sangat penting. Sirkuit arus input dan output hanya boleh dihubungkan ke catu daya masing-masing dari terminal kapasitor filter; jika hubungan antara rangkaian input/output dan rangkaian sakelar/penyearah daya tidak dapat dihubungkan ke kapasitor Terminal langsung terhubung, dan energi AC akan dipancarkan ke lingkungan oleh kapasitor filter input atau output.

Rangkaian AC sakelar daya dan rangkaian AC penyearah mengandung arus trapesium amplitudo tinggi. Komponen harmonik arus ini sangat tinggi. Frekuensinya jauh lebih besar daripada frekuensi dasar sakelar. Amplitudo puncak dapat setinggi 5 kali amplitudo arus DC input/output kontinu. Waktu transisi biasanya Sekitar 50 ns.

Kedua loop ini adalah yang paling rentan terhadap interferensi elektromagnetik, sehingga loop AC ini harus diletakkan sebelum garis cetak lainnya di catu daya. Tiga komponen utama dari setiap loop adalah kapasitor filter, sakelar atau penyearah daya, induktor atau transformator. Tempatkan mereka di samping satu sama lain dan sesuaikan posisi komponen untuk membuat jalur saat ini di antara mereka sesingkat mungkin. Cara terbaik untuk membuat tata letak catu daya switching mirip dengan desain kelistrikannya. Proses desain terbaik adalah sebagai berikut:

tempatkan trafo

desain loop arus sakelar daya

Desain loop arus penyearah keluaran

Sirkuit kontrol terhubung ke sirkuit daya AC

Rancang loop sumber arus input dan filter input. Rancang loop beban keluaran dan filter keluaran sesuai dengan unit fungsional rangkaian. Saat meletakkan semua komponen sirkuit, prinsip-prinsip berikut harus dipenuhi:

(1) Pertama, pertimbangkan ukuran PC B. Ketika ukuran PC B terlalu besar, garis yang dicetak akan panjang, impedansi akan meningkat, kemampuan anti-noise akan berkurang, dan biaya akan meningkat; jika ukuran PC B terlalu kecil, pembuangan panas tidak akan baik, dan jalur yang berdekatan akan mudah terganggu. Bentuk papan sirkuit terbaik adalah persegi panjang, rasio aspek 3: 2 atau 4: 3, dan komponen yang terletak di tepi papan sirkuit umumnya tidak kurang dari 2 mm dari tepi papan sirkuit.

(2) Saat menempatkan perangkat, pertimbangkan penyolderan berikutnya, jangan terlalu padat.

(3) Ambil komponen inti dari setiap rangkaian fungsional sebagai pusat dan tata di sekelilingnya. Komponen harus diatur secara merata, rapi dan kompak pada PC B, meminimalkan dan memperpendek kabel dan koneksi antar komponen, dan kapasitor decoupling harus sedekat mungkin dengan VCC perangkat.

(4) Untuk sirkit yang beroperasi pada frekuensi tinggi, parameter terdistribusi antar komponen harus dipertimbangkan. Umumnya, rangkaian harus diatur secara paralel sebanyak mungkin. Dengan cara ini, tidak hanya cantik, tetapi juga mudah dipasang dan dilas, dan mudah diproduksi secara massal.

(5) Atur posisi masing-masing unit sirkuit fungsional sesuai dengan aliran sirkuit, sehingga tata letak nyaman untuk sirkulasi sinyal, dan sinyal disimpan dalam arah yang sama mungkin.

(6) Prinsip tata letak pertama adalah memastikan laju pengkabelan, memperhatikan koneksi kabel terbang saat memindahkan perangkat, dan menyatukan perangkat yang terhubung.

(7) Kurangi area loop sebanyak mungkin untuk menekan gangguan radiasi dari catu daya switching.

pengaturan parameter

Jarak antara kabel yang berdekatan harus dapat memenuhi persyaratan keselamatan listrik, dan untuk memfasilitasi operasi dan produksi, jarak harus selebar mungkin. Jarak minimum harus setidaknya sesuai untuk tegangan yang dapat ditoleransi. Ketika kerapatan kabel rendah, jarak garis sinyal dapat ditingkatkan dengan tepat. Untuk jalur sinyal dengan celah besar antara level tinggi dan rendah, jarak harus sesingkat mungkin dan jarak harus ditingkatkan. Atur jarak jejak ke 8mil.

Jarak dari tepi lubang bagian dalam pad ke tepi papan cetak harus lebih besar dari 1mm, untuk menghindari cacat pad selama pemrosesan. Ketika jejak yang terhubung ke bantalan tipis, koneksi antara bantalan dan jejak harus dirancang menjadi bentuk jatuh. Keuntungan dari ini adalah bantalan tidak mudah terkelupas, tetapi jejak dan bantalan tidak mudah dilepas.

Pengkabelan

Catu daya switching berisi sinyal frekuensi tinggi. Setiap garis tercetak pada PC B dapat berfungsi sebagai antena. Panjang dan lebar garis yang dicetak akan mempengaruhi impedansi dan induktansinya, sehingga mempengaruhi respon frekuensi. Bahkan garis tercetak yang melewati sinyal DC dapat berpasangan dengan sinyal frekuensi radio dari garis tercetak yang berdekatan dan menyebabkan masalah sirkuit (dan bahkan memancarkan sinyal interferensi lagi). Oleh karena itu, semua jalur tercetak yang melewati arus AC harus dirancang sependek dan selebar mungkin, yang berarti semua komponen yang terhubung ke jalur tercetak dan jalur listrik lainnya harus ditempatkan sangat dekat.

Panjang garis yang dicetak sebanding dengan induktansi dan impedansi yang ditunjukkannya, sedangkan lebarnya berbanding terbalik dengan induktansi dan impedansi dari garis yang dicetak. Panjangnya mencerminkan panjang gelombang respons garis yang dicetak. Semakin panjang panjangnya, semakin rendah frekuensi di mana garis yang dicetak dapat mengirim dan menerima gelombang elektromagnetik, dan dapat memancarkan lebih banyak energi frekuensi radio. Menurut arus papan sirkuit tercetak, cobalah untuk menambah lebar saluran listrik untuk mengurangi resistansi loop. Pada saat yang sama, buat arah saluran listrik dan saluran tanah konsisten dengan arah arus, yang membantu meningkatkan kemampuan anti-noise. Pembumian adalah cabang bawah dari empat loop arus dari catu daya switching. Ini memainkan peran penting sebagai titik referensi umum untuk sirkuit. Ini adalah metode penting untuk mengontrol interferensi.

Oleh karena itu, penempatan kabel grounding harus dipertimbangkan dengan cermat dalam tata letak. Mencampur berbagai pembumian akan menyebabkan catu daya tidak stabil.

Hal-hal berikut harus diperhatikan dalam desain kabel ground:

1. Pilih pembumian titik tunggal dengan benar. Umumnya, terminal umum kapasitor filter harus menjadi satu-satunya titik koneksi untuk menyambungkan titik pembumian lainnya ke arde AC arus tinggi. Itu harus dihubungkan ke titik pembumian tingkat ini, terutama mengingat bahwa arus yang mengalir kembali ke tanah di setiap bagian sirkuit berubah. Impedansi dari saluran yang mengalir sebenarnya akan menyebabkan perubahan potensial arde dari setiap bagian rangkaian dan menimbulkan interferensi. Dalam catu daya switching ini, kabelnya dan induktansi antara perangkat memiliki sedikit pengaruh, dan arus sirkulasi yang dibentuk oleh sirkuit pembumian memiliki pengaruh yang lebih besar pada gangguan. Terhubung ke pin ground, kabel ground dari beberapa komponen loop arus penyearah keluaran juga terhubung ke pin ground dari kapasitor filter yang sesuai, sehingga catu daya bekerja lebih stabil dan tidak mudah tereksitasi sendiri. Hubungkan dua dioda atau resistor kecil, pada kenyataannya, itu dapat dihubungkan ke sepotong foil tembaga yang relatif terkonsentrasi.

2. Kentalkan kabel grounding sebanyak mungkin. Jika kabel arde sangat tipis, potensi arde akan berubah dengan perubahan arus, yang akan menyebabkan level sinyal waktu peralatan elektronik menjadi tidak stabil, dan kinerja anti-noise akan menurun. Oleh karena itu, perlu untuk memastikan bahwa setiap terminal pembumian arus besar Gunakan kabel tercetak sependek dan selebar mungkin, dan lebarkan lebar kabel daya dan arde sebanyak mungkin. Yang terbaik adalah membuat kabel ground lebih lebar dari kabel listrik. Hubungan mereka adalah: kabel sinyal “kabel listrik” ground wire. Lebar harus lebih besar dari 3mm, dan area lapisan tembaga yang luas juga dapat digunakan sebagai kabel ground, dan tempat yang tidak digunakan pada papan sirkuit tercetak dihubungkan ke ground sebagai kabel ground. Saat melakukan pengkabelan global, prinsip-prinsip berikut juga harus diikuti:

(1) Arah pengkabelan: Dari sudut pandang permukaan penyolderan, susunan komponen harus sekonsisten mungkin dengan diagram skematik. Arah pengkabelan sebaiknya konsisten dengan arah pengkabelan diagram rangkaian, karena berbagai parameter biasanya diperlukan pada permukaan penyolderan selama proses produksi. Inspeksi, jadi ini nyaman untuk inspeksi, debugging, dan overhaul dalam produksi (Catatan: mengacu pada premis untuk memenuhi kinerja sirkuit dan persyaratan pemasangan seluruh mesin dan tata letak panel).

(2) Saat merancang diagram pengkabelan, kabel tidak boleh ditekuk sebanyak mungkin, dan lebar garis pada busur yang dicetak tidak boleh berubah secara tiba-tiba. Sudut kawat harus 90 derajat, dan garisnya harus sederhana dan jelas.

(3) Sirkuit silang tidak diperbolehkan di sirkuit tercetak. Untuk garis yang mungkin bersilangan, Anda dapat menggunakan “pengeboran” dan “penggulungan” untuk menyelesaikan masalah. Artinya, biarkan timah tertentu “mengebor” melalui celah di bawah resistor, kapasitor, dan pin triode lainnya, atau “menggulung” melalui ujung kabel tertentu yang mungkin bersilangan. Dalam keadaan khusus, betapa rumitnya rangkaian, itu juga diperbolehkan untuk menyederhanakan desain. Gunakan kabel untuk menjembatani untuk memecahkan masalah sirkuit silang. Karena papan satu sisi, komponen in-line terletak di permukaan atas dan perangkat pemasangan permukaan terletak di permukaan bawah. Oleh karena itu, perangkat in-line dapat tumpang tindih dengan perangkat pemasangan permukaan selama tata letak, tetapi bantalan yang tumpang tindih harus dihindari.

3. Ground input dan output ground Catu daya switching ini adalah DC-DC tegangan rendah. Untuk memberi tegangan output kembali ke primer transformator, sirkuit di kedua sisi harus memiliki landasan referensi yang sama, jadi setelah meletakkan tembaga di kabel ground di kedua sisi, Mereka harus dihubungkan bersama untuk membentuk landasan bersama.

sebuah pemeriksaan

Setelah desain pengkabelan selesai, perlu untuk memeriksa dengan cermat apakah desain pengkabelan sesuai dengan aturan yang ditetapkan oleh perancang, dan pada saat yang sama, perlu untuk mengkonfirmasi apakah aturan yang ditetapkan memenuhi persyaratan proses produksi papan cetak. . Secara umum, periksa garis dan garis, garis dan bantalan komponen, dan garis. Apakah jarak dari lubang tembus, bantalan komponen dan lubang tembus, lubang tembus dan lubang tembus masuk akal, dan apakah memenuhi persyaratan produksi. Apakah lebar saluran listrik dan saluran tanah sesuai, dan apakah ada tempat untuk memperlebar saluran tanah di PCB. Catatan: Beberapa kesalahan dapat diabaikan. Misalnya, ketika bagian dari garis beberapa konektor ditempatkan di luar bingkai papan, kesalahan akan terjadi saat memeriksa jarak; selain itu, setiap kali kabel dan vias diubah, tembaga harus dilapisi ulang.