Nella progettazione dell’alimentatore switching, la progettazione fisica del PCB bordo è l’ultimo collegamento Se il metodo di progettazione non è corretto, il PCB può irradiare troppe interferenze elettromagnetiche e causare un funzionamento instabile dell’alimentatore. Di seguito sono riportate le questioni che richiedono attenzione in ogni fase dell’analisi:

Il flusso di progettazione dallo schema al PCB

Stabilire i parametri dei componenti-“netlist dei principi di input-“impostazioni dei parametri di progettazione-“disposizione manuale-“cablaggio manuale-“progetto di verifica-” revisione-“output CAM.

Disposizione dei componenti

La pratica ha dimostrato che anche se la progettazione schematica del circuito è corretta e il circuito stampato non è progettato correttamente, ciò influirà negativamente sull’affidabilità delle apparecchiature elettroniche. Ad esempio, se le due sottili linee parallele della scheda stampata sono vicine, si provocherà il ritardo della forma d’onda del segnale e il rumore di riflessione alla fine della linea di trasmissione; l’interferenza causata dalla considerazione impropria dell’alimentazione e della linea di terra causerà il danneggiamento del prodotto. Le prestazioni sono ridotte, quindi quando si progetta il circuito stampato, è necessario prestare attenzione all’adozione del metodo corretto. Ogni alimentatore switching ha quattro loop di corrente:

(1) Circuito CA dell’interruttore di alimentazione

(2) circuito CA del raddrizzatore di uscita

(3) Input signal source current loop

(4) loop di ingresso del loop di corrente del carico di uscita

Il condensatore di ingresso viene caricato da una corrente continua approssimativa. Il condensatore di filtro funge principalmente da accumulo di energia a banda larga; allo stesso modo, il condensatore del filtro di uscita viene utilizzato anche per immagazzinare energia ad alta frequenza dal raddrizzatore di uscita ed eliminare l’energia CC dell’anello di carico di uscita. Pertanto, i terminali dei condensatori del filtro di ingresso e di uscita sono molto importanti. I circuiti di corrente di ingresso e di uscita devono essere collegati all’alimentazione solo dai terminali del condensatore di filtro rispettivamente; se la connessione tra il circuito di ingresso/uscita e il circuito dell’interruttore di alimentazione/raddrizzatore non può essere collegata al condensatore Il terminale è collegato direttamente e l’energia CA verrà irradiata nell’ambiente dal condensatore del filtro di ingresso o di uscita.

Il circuito CA dell’interruttore di alimentazione e il circuito CA del raddrizzatore contengono correnti trapezoidali di elevata ampiezza. Le componenti armoniche di queste correnti sono molto elevate. La frequenza è molto maggiore della frequenza fondamentale dell’interruttore. L’ampiezza di picco può arrivare fino a 5 volte l’ampiezza della corrente continua di ingresso/uscita CC. Il tempo di transizione è solitamente di circa 50 ns.

Questi due circuiti sono i più soggetti a interferenze elettromagnetiche, quindi questi circuiti CA devono essere disposti prima delle altre linee stampate nell’alimentatore. I tre componenti principali di ciascun loop sono condensatori di filtro, interruttori di alimentazione o raddrizzatori, induttori o trasformatori. Posizionali uno accanto all’altro e regola la posizione dei componenti per rendere il percorso corrente tra di loro il più breve possibile. Il modo migliore per stabilire un layout di alimentazione a commutazione è simile al suo design elettrico. Il miglior processo di progettazione è il seguente:

posizionare il trasformatore

progettare il circuito di corrente dell’interruttore di alimentazione

Circuito di corrente del raddrizzatore di uscita di progettazione

Control circuit connected to AC power circuit

Progettare il loop della sorgente di corrente di ingresso e il filtro di ingresso. Progettare l’anello di carico di uscita e il filtro di uscita in base all’unità funzionale del circuito. Nella disposizione di tutti i componenti del circuito devono essere rispettati i seguenti principi:

(1) Innanzitutto, considerare la dimensione del PC B. Quando la dimensione del PC B è troppo grande, le linee stampate saranno lunghe, l’impedenza aumenterà, la capacità antirumore diminuirà e il costo aumenterà; se la dimensione del PC B è troppo piccola, la dissipazione del calore non sarà buona e le linee adiacenti saranno facilmente disturbate. La migliore forma del circuito è rettangolare, il rapporto di aspetto è 3: 2 o 4: 3 e i componenti situati sul bordo del circuito sono generalmente non meno di 2 mm dal bordo del circuito.

(2) Quando si posiziona il dispositivo, considerare la saldatura successiva, non troppo densa.

(3) Prendi il componente principale di ogni circuito funzionale come centro e distendilo intorno. I componenti dovrebbero essere disposti in modo uniforme, ordinato e compatto sul PC B, ridurre al minimo e accorciare i cavi e le connessioni tra i componenti e il condensatore di disaccoppiamento dovrebbe essere il più vicino possibile al VCC del dispositivo.

(4) For circuits operating at high frequencies, the distributed parameters between components must be considered. Generally, the circuit should be arranged in parallel as much as possible. In this way, it is not only beautiful, but also easy to install and weld, and easy to mass produce.

(5) Organizzare la posizione di ciascuna unità del circuito funzionale in base al flusso del circuito, in modo che il layout sia conveniente per la circolazione del segnale e il segnale sia mantenuto nella stessa direzione possibile.

(6) Il primo principio del layout è garantire la velocità di cablaggio, prestare attenzione alla connessione dei cavi volanti quando si sposta il dispositivo e mettere insieme i dispositivi collegati.

(7) Ridurre il più possibile l’area del circuito per sopprimere l’interferenza delle radiazioni dell’alimentatore a commutazione.

impostazioni dei parametri

La distanza tra i fili adiacenti deve essere in grado di soddisfare i requisiti di sicurezza elettrica e, per facilitare il funzionamento e la produzione, la distanza deve essere la più ampia possibile. La distanza minima deve essere almeno adeguata alla tensione tollerabile. Quando la densità del cablaggio è bassa, la spaziatura delle linee di segnale può essere opportunamente aumentata. Per le linee di segnale con un ampio divario tra i livelli alti e bassi, la distanza dovrebbe essere la più breve possibile e dovrebbe essere aumentata. Imposta la spaziatura della traccia su 8mil.

La distanza dal bordo del foro interno del tampone al bordo del cartone stampato deve essere maggiore di 1mm, in modo da evitare i difetti del tampone durante la lavorazione. Quando le tracce collegate ai pad sono sottili, la connessione tra i pad e le tracce dovrebbe essere progettata a forma di goccia. Il vantaggio di questo è che i pad non sono facili da sbucciare, ma le tracce e i pad non si staccano facilmente.

Cablaggio

L’alimentatore switching contiene segnali ad alta frequenza. Qualsiasi linea stampata sul PC B può fungere da antenna. La lunghezza e la larghezza della linea stampata influenzeranno la sua impedenza e induttanza, influenzando così la risposta in frequenza. Anche le linee stampate che passano segnali CC possono accoppiarsi a segnali a radiofrequenza provenienti da linee stampate adiacenti e causare problemi al circuito (e persino irradiare nuovamente segnali di interferenza). Pertanto, tutte le linee stampate che passano la corrente CA dovrebbero essere progettate per essere il più corte e larghe possibile, il che significa che tutti i componenti collegati alle linee stampate e ad altre linee di alimentazione devono essere posizionati molto vicini.

La lunghezza della linea stampata è proporzionale all’induttanza e all’impedenza che presenta, mentre la larghezza è inversamente proporzionale all’induttanza e all’impedenza della linea stampata. La lunghezza riflette la lunghezza d’onda della risposta della linea stampata. Maggiore è la lunghezza, minore è la frequenza alla quale la linea stampata può inviare e ricevere onde elettromagnetiche e può irradiare più energia a radiofrequenza. In base alla corrente del circuito stampato, provare ad aumentare la larghezza della linea di alimentazione per ridurre la resistenza del circuito. Allo stesso tempo, rendere la direzione della linea elettrica e della linea di terra coerente con la direzione della corrente, il che aiuta a migliorare la capacità antirumore. La messa a terra è il ramo inferiore dei quattro anelli di corrente dell’alimentatore switching. Svolge un ruolo importante come punto di riferimento comune per il circuito. È un metodo importante per controllare le interferenze.

Pertanto, il posizionamento del cavo di messa a terra dovrebbe essere considerato con attenzione nel layout. Mescolare varie messe a terra causerà un’alimentazione instabile.

Nella progettazione del filo di terra occorre prestare attenzione ai seguenti punti:

1. Scegliere correttamente la messa a terra a punto singolo. In generale, il terminale comune del condensatore di filtro dovrebbe essere l’unico punto di connessione per l’accoppiamento di altri punti di messa a terra alla terra CA di alta corrente. Dovrebbe essere collegato al punto di messa a terra di questo livello, principalmente considerando che la corrente che ritorna a terra in ogni parte del circuito è cambiata. L’impedenza della linea effettiva che scorre causerà la variazione del potenziale di terra di ciascuna parte del circuito e introdurrà interferenze. In questo alimentatore switching, il suo cablaggio e l’induttanza tra i dispositivi hanno poca influenza e la corrente circolante formata dal circuito di messa a terra ha una maggiore influenza sull’interferenza. Collegati al pin di terra, i fili di terra di diversi componenti dell’anello di corrente del raddrizzatore di uscita sono anche collegati ai pin di terra dei corrispondenti condensatori di filtro, in modo che l’alimentatore funzioni in modo più stabile e non sia facile da autoeccitare. Collega due diodi o un piccolo resistore, infatti, può essere collegato a un pezzo di lamina di rame relativamente concentrato.

2. Ispessire il più possibile il filo di messa a terra. Se il filo di messa a terra è molto sottile, il potenziale di terra cambierà con il cambiamento della corrente, il che renderà instabile il livello del segnale di temporizzazione dell’apparecchiatura elettronica e le prestazioni antirumore si deterioreranno. Pertanto, è necessario garantire che ciascun terminale di messa a terra di corrente di grandi dimensioni utilizzi fili stampati il ​​più corti e larghi possibile e allarghi il più possibile la larghezza dei fili di alimentazione e di terra. È meglio rendere i cavi di terra più larghi dei cavi di alimentazione. La loro relazione è: filo di terra “cavo di alimentazione” filo di segnale. La larghezza deve essere maggiore di 3 mm e un’ampia area di strato di rame può essere utilizzata anche come filo di terra e i punti inutilizzati sul circuito stampato sono collegati a terra come filo di terra. Quando si esegue il cablaggio globale, è necessario seguire anche i seguenti principi:

(1) Direzione del cablaggio: dal punto di vista della superficie di saldatura, la disposizione dei componenti dovrebbe essere il più coerente possibile con il diagramma schematico. La direzione del cablaggio è la migliore per essere coerente con la direzione del cablaggio dello schema elettrico, poiché di solito sono richiesti vari parametri sulla superficie di saldatura durante il processo di produzione. Ispezione, quindi questo è conveniente per l’ispezione, il debug e la revisione in produzione (Nota: si riferisce alla premessa di soddisfare le prestazioni del circuito e i requisiti dell’intera installazione della macchina e del layout del pannello).

(2) Quando si progetta lo schema elettrico, il cablaggio non deve piegarsi il più possibile e la larghezza della linea sull’arco stampato non deve cambiare improvvisamente. L’angolo del filo dovrebbe essere ≥90 gradi e le linee dovrebbero essere semplici e chiare.

(3) Non sono ammessi circuiti trasversali nel circuito stampato. Per le linee che possono incrociarsi, puoi usare “foratura” e “avvolgimento” per risolvere il problema. Cioè, lascia che un certo cavo “perfori” attraverso lo spazio sotto altri resistori, condensatori e pin del triodo, o “avvolgi” attraverso l’estremità di un certo cavo che potrebbe incrociarsi. In circostanze speciali, per quanto sia complesso il circuito, è anche consentito semplificare il design. Usa i fili per fare un ponte per risolvere il problema del circuito incrociato. Grazie alla scheda a lato singolo, i componenti in linea si trovano sulla superficie superiore e i dispositivi a montaggio superficiale si trovano sulla superficie inferiore. Pertanto, i dispositivi in ​​linea possono sovrapporsi ai dispositivi a montaggio superficiale durante il layout, ma si dovrebbe evitare la sovrapposizione dei pad.

3. Massa in ingresso e massa in uscita Questo alimentatore switching è un DC-DC a bassa tensione. Per alimentare la tensione di uscita al primario del trasformatore, i circuiti su entrambi i lati dovrebbero avere una massa di riferimento comune, quindi dopo aver posato il rame sui fili di terra su entrambi i lati, devono essere collegati insieme per formare una massa comune.

un’esaminazione

Dopo aver completato la progettazione del cablaggio, è necessario verificare attentamente se la progettazione del cablaggio è conforme alle regole stabilite dal progettista e, allo stesso tempo, è necessario confermare se le regole stabilite soddisfano i requisiti del processo di produzione del cartone stampato . Generalmente, controlla le linee e le linee, le linee e le pastiglie dei componenti e le linee. Se le distanze da fori passanti, piazzole dei componenti e fori passanti, fori passanti e fori passanti sono ragionevoli e se soddisfano i requisiti di produzione. Se la larghezza della linea di alimentazione e la linea di terra sono appropriate e se c’è un posto per allargare la linea di terra nel PCB. Nota: alcuni errori possono essere ignorati. Ad esempio, quando una parte del contorno di alcuni connettori viene posizionata all’esterno del telaio della scheda, si verificheranno errori durante il controllo della spaziatura; inoltre, ogni volta che si modificano cablaggi e vie, il rame deve essere riverniciato.