W projekcie zasilacza impulsowego fizyczny projekt PCB to ostatni link. Jeśli metoda projektowania jest niewłaściwa, PCB może emitować zbyt duże zakłócenia elektromagnetyczne i powodować niestabilną pracę zasilacza. Oto kwestie wymagające uwagi na każdym etapie analizy:

Przepływ projektu od schematu do PCB

Ustalanie parametrów komponentów – “zasada wprowadzania listy sieciowej” – “ustawienia parametrów projektu -” układ ręczny – “ręczne okablowanie” – “projekt weryfikacji -” przegląd – “wyjście CAM.

Układ komponentów

Praktyka dowiodła, że ​​nawet jeśli projekt schematu obwodu jest poprawny, a płytka drukowana nie jest właściwie zaprojektowana, będzie to miało negatywny wpływ na niezawodność sprzętu elektronicznego. Na przykład, jeśli dwie cienkie równoległe linie płytki drukowanej są blisko siebie, spowoduje to opóźnienie przebiegu sygnału i szum odbicia na końcu linii transmisyjnej; zakłócenia spowodowane niewłaściwym uwzględnieniem zasilania i przewodu uziemiającego spowodują uszkodzenie produktu. Wydajność jest zmniejszona, dlatego przy projektowaniu płytki drukowanej należy zwrócić uwagę na zastosowanie właściwej metody. Każdy zasilacz impulsowy ma cztery pętle prądowe:

(1) wyłącznik zasilania obwód prądu przemiennego

(2) obwód prądu przemiennego prostownika wyjściowego

(3) Pętla prądowa źródła sygnału wejściowego

(4) pętla wejściowa pętli prądowej obciążenia wyjściowego

Kondensator wejściowy jest ładowany przybliżonym prądem stałym. Kondensator filtrujący działa głównie jako szerokopasmowy magazyn energii; podobnie kondensator filtra wyjściowego jest również używany do przechowywania energii o wysokiej częstotliwości z prostownika wyjściowego i eliminowania energii prądu stałego z wyjściowej pętli obciążenia. Dlatego bardzo ważne są zaciski kondensatorów filtra wejściowego i wyjściowego. Obwody prądu wejściowego i wyjściowego powinny być podłączone do zasilania tylko odpowiednio z zacisków kondensatora filtrującego; jeśli połączenie między obwodem wejścia/wyjścia a obwodem wyłącznika/prostownika nie może być połączone z kondensatorem Zacisk jest podłączony bezpośrednio, a energia prądu przemiennego będzie promieniowana do otoczenia przez kondensator filtra wejściowego lub wyjściowego.

Obwód AC wyłącznika zasilania i obwód AC prostownika zawierają prądy trapezowe o dużej amplitudzie. Składowe harmoniczne tych prądów są bardzo wysokie. Częstotliwość jest znacznie większa niż częstotliwość podstawowa przełącznika. Amplituda szczytowa może być nawet 5 razy większa od amplitudy ciągłego prądu wejściowego/wyjściowego DC. Czas przejścia wynosi zwykle około 50 ns.

Te dwie pętle są najbardziej podatne na zakłócenia elektromagnetyczne, więc te pętle AC muszą być ułożone przed innymi wydrukowanymi liniami w zasilaczu. Trzy główne elementy każdej pętli to kondensatory filtrujące, wyłączniki mocy lub prostowniki, cewki indukcyjne lub transformatory. Umieść je obok siebie i dostosuj położenie komponentów, aby bieżąca ścieżka między nimi była jak najkrótsza. Najlepszy sposób na ustalenie układu zasilacza impulsowego jest podobny do jego projektu elektrycznego. Najlepszy proces projektowania wygląda następująco:

umieść transformator

projekt pętli prądowej wyłącznika zasilania

Projekt pętli prądowej prostownika wyjściowego

Obwód sterowania podłączony do obwodu zasilania AC

Zaprojektuj pętlę źródła prądu wejściowego i filtr wejściowy. Zaprojektuj pętlę obciążenia wyjściowego i filtr wyjściowy zgodnie z jednostką funkcjonalną obwodu. Podczas układania wszystkich elementów obwodu należy przestrzegać następujących zasad:

(1) Najpierw rozważ rozmiar PC B. Gdy rozmiar PC B jest zbyt duży, drukowane linie będą długie, impedancja wzrośnie, zdolność przeciwzakłóceniowa zmniejszy się, a koszt wzrośnie; jeśli rozmiar PC B jest zbyt mały, rozpraszanie ciepła nie będzie dobre, a sąsiednie linie zostaną łatwo zakłócone. Najlepszy kształt płytki drukowanej jest prostokątny, proporcje wynoszą 3:2 lub 4:3, a elementy znajdujące się na krawędzi płytki drukowanej znajdują się na ogół nie mniej niż 2 mm od krawędzi płytki drukowanej.

(2) Podczas umieszczania urządzenia rozważ późniejsze lutowanie, niezbyt gęste.

(3) Weź główny element każdego funkcjonalnego obwodu jako środek i rozłóż wokół niego. Elementy powinny być równomiernie, porządnie i zwarte rozmieszczone na PCB B, minimalizować i skracać przewody i połączenia między elementami, a kondensator odsprzęgający powinien znajdować się jak najbliżej VCC urządzenia.

(4) W przypadku obwodów pracujących przy wysokich częstotliwościach należy uwzględnić rozłożone parametry między komponentami. Generalnie obwód powinien być możliwie jak najbardziej równoległy. Dzięki temu jest nie tylko piękny, ale także łatwy w montażu i spawaniu oraz łatwy w masowej produkcji.

(5) Rozmieść położenie każdej funkcjonalnej jednostki obwodu zgodnie z przepływem obwodu, tak aby układ był wygodny dla obiegu sygnału, a sygnał był utrzymywany w tym samym kierunku, jak to możliwe.

(6) Pierwszą zasadą układu jest zapewnienie szybkości okablowania, zwrócenie uwagi na połączenie latających przewodów podczas przenoszenia urządzenia i połączenie podłączonych urządzeń.

(7) Zmniejsz obszar pętli tak bardzo, jak to możliwe, aby stłumić zakłócenia promieniowania zasilacza impulsowego.

ustawienia parametrów

Odległość między sąsiednimi przewodami musi spełniać wymogi bezpieczeństwa elektrycznego, a w celu ułatwienia obsługi i produkcji odległość powinna być jak najszersza. Minimalny odstęp musi być co najmniej odpowiedni do dopuszczalnego napięcia. Gdy gęstość okablowania jest niska, odstępy między liniami sygnałowymi można odpowiednio zwiększyć. W przypadku linii sygnałowych z dużą przerwą pomiędzy wysokimi i niskimi poziomami odstęp powinien być jak najkrótszy, a odstęp powinien być zwiększony. Ustaw odstęp między śladami na 8mil.

Odległość od krawędzi wewnętrznego otworu tamponu do krawędzi płytki drukowanej powinna być większa niż 1mm, aby uniknąć defektów tamponu podczas obróbki. Gdy ślady połączone z elektrodami są cienkie, połączenie między elektrodami a śladami powinno być zaprojektowane w kształcie kropli. Zaletą tego jest to, że podkładki nie są łatwe do odklejenia, ale ślady i podkładki nie dają się łatwo odłączyć.

Okablowanie

Zasilacz impulsowy zawiera sygnały o wysokiej częstotliwości. Każda wydrukowana linia na PC B może pełnić funkcję anteny. Długość i szerokość drukowanej linii wpłynie na jej impedancję i indukcyjność, wpływając w ten sposób na pasmo przenoszenia. Nawet drukowane linie, które przepuszczają sygnały prądu stałego, mogą łączyć się z sygnałami o częstotliwości radiowej z sąsiednich linii drukowanych i powodować problemy z obwodami (a nawet ponownie emitować sygnały zakłócające). Dlatego wszystkie drukowane linie przepuszczające prąd przemienny powinny być zaprojektowane tak, aby były jak najkrótsze i jak najszersze, co oznacza, że ​​wszystkie elementy podłączone do drukowanych linii i innych linii energetycznych muszą być umieszczone bardzo blisko.

Długość drukowanej linii jest proporcjonalna do indukcyjności i impedancji jaką wykazuje, natomiast szerokość jest odwrotnie proporcjonalna do indukcyjności i impedancji drukowanej linii. Długość odzwierciedla długość fali odpowiedzi wydrukowanej linii. Im dłuższa długość, tym niższa częstotliwość, z jaką drukowana linia może wysyłać i odbierać fale elektromagnetyczne i może emitować więcej energii o częstotliwości radiowej. Zgodnie z prądem płytki drukowanej, spróbuj zwiększyć szerokość linii zasilającej, aby zmniejszyć rezystancję pętli. Jednocześnie ułóż kierunek linii energetycznej i linii uziemienia zgodnie z kierunkiem prądu, co pomaga zwiększyć zdolność przeciwhałasową. Uziemienie to dolna gałąź czterech pętli prądowych zasilacza impulsowego. Odgrywa ważną rolę jako wspólny punkt odniesienia dla obwodu. Jest to ważna metoda kontrolowania zakłóceń.

Dlatego umieszczenie przewodu uziemiającego należy dokładnie rozważyć w układzie. Mieszanie różnych uziemień spowoduje niestabilność zasilania.

Podczas projektowania przewodu uziemiającego należy zwrócić uwagę na następujące punkty:

1. Prawidłowo wybierz uziemienie jednopunktowe. Ogólnie rzecz biorąc, wspólny zacisk kondensatora filtra powinien być jedynym punktem połączenia do łączenia innych punktów uziemienia z uziemieniem prądu przemiennego o dużym natężeniu. Należy go podłączyć do punktu uziemienia tego poziomu, biorąc pod uwagę głównie zmianę prądu płynącego z powrotem do ziemi w każdej części obwodu. Impedancja faktycznie płynącej linii spowoduje zmianę potencjału masy każdej części obwodu i wprowadzi zakłócenia. W tym zasilaczu impulsowym jego okablowanie i indukcyjność między urządzeniami mają niewielki wpływ, a prąd krążący wytwarzany przez obwód uziemiający ma większy wpływ na zakłócenia. Połączone z kołkiem uziemiającym przewody uziemiające kilku elementów pętli prądowej prostownika wyjściowego są również połączone z kołkami uziemiającymi odpowiednich kondensatorów filtrujących, dzięki czemu zasilacz działa stabilniej i nie jest łatwy do samowzbudzenia. Podłącz dwie diody lub mały rezystor, w rzeczywistości można go podłączyć do stosunkowo skoncentrowanego kawałka folii miedzianej.

2. Zagęścić przewód uziemiający tak bardzo, jak to możliwe. Jeśli przewód uziemiający jest bardzo cienki, potencjał uziemienia zmieni się wraz ze zmianą prądu, co spowoduje niestabilność poziomu sygnału czasowego sprzętu elektronicznego i pogorszenie działania przeciwzakłóceniowego. Dlatego konieczne jest zapewnienie, aby każdy zacisk uziemiający o dużym natężeniu używał przewodów drukowanych tak krótkich i jak najszerszych, a także poszerzył szerokość przewodów zasilających i uziemiających tak bardzo, jak to możliwe. Najlepiej, aby przewody uziemiające były szersze niż przewody zasilające. Ich związek jest następujący: przewód uziemiający „przewód zasilający” przewód sygnałowy. Szerokość powinna być większa niż 3mm, a duża powierzchnia warstwy miedzi może być również wykorzystana jako przewód uziemiający, a niewykorzystane miejsca na płytce drukowanej są połączone z ziemią jako przewód uziemiający. Podczas wykonywania okablowania globalnego należy również przestrzegać następujących zasad:

(1) Kierunek okablowania: Z perspektywy powierzchni lutowania rozmieszczenie elementów powinno być jak najbardziej zgodne ze schematem ideowym. Najlepiej, aby kierunek okablowania był zgodny z kierunkiem okablowania na schemacie obwodu, ponieważ podczas procesu produkcyjnego na powierzchni lutowanej zwykle wymagane są różne parametry. Inspekcja, więc jest to wygodne do kontroli, debugowania i remontów w produkcji (Uwaga: odnosi się do założenia spełnienia wydajności obwodu i wymagań całej instalacji maszyny i układu panelu).

(2) Podczas projektowania schematu okablowania okablowanie nie powinno zginać się tak bardzo, jak to możliwe, a szerokość linii na drukowanym łuku nie powinna nagle się zmieniać. Róg drutu powinien mieć ≥90 stopni, a linie powinny być proste i wyraźne.

(3) Obwody krzyżowe nie są dozwolone w obwodzie drukowanym. W przypadku linii, które mogą się przecinać, możesz użyć „wiercenia” i „zwijania”, aby rozwiązać problem. To znaczy, aby pewien przewód „przewiercał” szczelinę pod innymi rezystorami, kondensatorami i pinami triody lub „przewijał się” przez koniec określonego przewodu, który może się krzyżować. W szczególnych okolicznościach, jak złożony jest obwód, dopuszcza się również uproszczenie projektu. Użyj przewodów do mostkowania, aby rozwiązać problem z obwodami krzyżowymi. Dzięki jednostronnej płytce elementy w linii znajdują się na górnej powierzchni, a urządzenia do montażu powierzchniowego znajdują się na dolnej powierzchni. W związku z tym urządzenia w linii mogą zachodzić na urządzenia do montażu powierzchniowego podczas układania, ale należy unikać nakładania się padów.

3. Uziemienie wejścia i wyjścia Ten zasilacz impulsowy jest niskonapięciowym DC-DC. Aby doprowadzić napięcie wyjściowe z powrotem do uzwojenia pierwotnego transformatora, obwody po obu stronach powinny mieć wspólne uziemienie odniesienia, więc po ułożeniu miedzi na przewodach uziemiających po obu stronach, należy je połączyć, aby utworzyć wspólną masę.

badanie

Po wykonaniu projektu okablowania należy dokładnie sprawdzić, czy projekt okablowania jest zgodny z zasadami określonymi przez projektanta, a jednocześnie należy potwierdzić, czy ustalone zasady spełniają wymagania procesu produkcji płytek drukowanych . Ogólnie sprawdź linie i linie, linie i pola elementów oraz linie. Czy odległości od otworów przelotowych, podkładek elementów i otworów przelotowych, otworów przelotowych i przelotowych są rozsądne i czy spełniają wymagania produkcyjne. Czy szerokość linii zasilającej i uziemienia jest odpowiednia i czy jest miejsce na poszerzenie linii uziemienia w płytce drukowanej. Uwaga: Niektóre błędy można zignorować. Na przykład, gdy część obrysu niektórych łączników zostanie umieszczona poza ramą płytki, wystąpią błędy podczas sprawdzania odstępów; ponadto za każdym razem, gdy okablowanie i przelotki są modyfikowane, miedź musi być ponownie powlekana.