No projeto da fonte de alimentação de comutação, o projeto físico do Placa PCB é o último link. Se o método de design for impróprio, o PCB pode irradiar muita interferência eletromagnética e fazer com que a fonte de alimentação funcione instável. A seguir estão os assuntos que precisam de atenção em cada etapa de análise:

O fluxo de design do esquemático para o PCB

Estabelecendo parâmetros de componentes- “lista de princípios de entrada-“ configurações de parâmetros de projeto – ”layout manual-“ fiação manual- “projeto de verificação -” revisão- “saída CAM.

Layout de componente

A prática provou que, mesmo que o projeto do esquemático do circuito esteja correto e a placa de circuito impresso não seja projetada corretamente, isso afetará adversamente a confiabilidade do equipamento eletrônico. Por exemplo, se as duas linhas paralelas finas da placa impressa estiverem próximas, isso causará o atraso da forma de onda do sinal e o ruído de reflexão no final da linha de transmissão; a interferência causada pela consideração inadequada da fonte de alimentação e da linha de aterramento fará com que o produto seja danificado. O desempenho é reduzido, portanto, ao projetar a placa de circuito impresso, deve-se atentar para a adoção do método correto. Cada fonte de alimentação de comutação tem quatro loops de corrente:

(1) Circuito AC do interruptor de alimentação

(2) circuito de CA do retificador de saída

(3) Loop de corrente da fonte do sinal de entrada

(4) saída, carga, loop de corrente, loop de entrada

O capacitor de entrada é carregado por uma corrente CC aproximada. O capacitor de filtro atua principalmente como um armazenamento de energia de banda larga; da mesma forma, o capacitor do filtro de saída também é usado para armazenar energia de alta frequência do retificador de saída e eliminar a energia DC do loop de carga de saída. Portanto, os terminais dos capacitores de filtro de entrada e saída são muito importantes. Os circuitos de corrente de entrada e saída só devem ser conectados à fonte de alimentação dos terminais do capacitor de filtro, respectivamente; se a conexão entre o circuito de entrada / saída e a chave liga / desliga / circuito retificador não puder ser conectada ao capacitor O terminal está conectado diretamente e a energia CA será irradiada para o ambiente pelo capacitor do filtro de entrada ou saída.

O circuito CA da chave liga / desliga e o circuito CA do retificador contêm correntes trapezoidais de alta amplitude. Os componentes harmônicos dessas correntes são muito altos. A frequência é muito maior do que a frequência fundamental do switch. A amplitude do pico pode ser tão alta quanto 5 vezes a amplitude da corrente contínua de entrada / saída DC. O tempo de transição geralmente é de aproximadamente 50 ns.

Esses dois loops são os mais sujeitos à interferência eletromagnética, portanto, esses loops CA devem ser dispostos antes das outras linhas impressas na fonte de alimentação. Os três componentes principais de cada loop são capacitores de filtro, interruptores ou retificadores, indutores ou transformadores. Coloque-os um ao lado do outro e ajuste a posição dos componentes para tornar o caminho atual entre eles o mais curto possível. A melhor maneira de estabelecer um layout de fonte de alimentação chaveada é semelhante ao seu projeto elétrico. O melhor processo de design é o seguinte:

coloque o transformador

design do circuito de corrente do interruptor de energia

Loop de corrente do retificador de saída do projeto

Circuito de controle conectado ao circuito de alimentação CA

Projete o loop da fonte de corrente de entrada e o filtro de entrada. Projete o loop de carga de saída e o filtro de saída de acordo com a unidade funcional do circuito. Ao preparar todos os componentes do circuito, os seguintes princípios devem ser atendidos:

(1) Primeiro, considere o tamanho do PC B. Quando o tamanho do PC B for muito grande, as linhas impressas serão longas, a impedância aumentará, a capacidade anti-ruído diminuirá e o custo aumentará; se o tamanho do PC B for muito pequeno, a dissipação de calor não será boa e as linhas adjacentes serão facilmente perturbadas. A melhor forma da placa de circuito é retangular, a relação de aspecto é 3: 2 ou 4: 3 e os componentes localizados na borda da placa de circuito geralmente não estão a menos de 2 mm da borda da placa de circuito.

(2) Ao colocar o dispositivo, considere a soldagem subsequente, não muito densa.

(3) Pegue o componente principal de cada circuito funcional como o centro e coloque ao redor dele. Os componentes devem ser dispostos de maneira uniforme, ordenada e compacta no PC B, minimizar e encurtar os cabos e as conexões entre os componentes, e o capacitor de desacoplamento deve estar o mais próximo possível do VCC do dispositivo.

(4) Para circuitos operando em altas frequências, os parâmetros distribuídos entre os componentes devem ser considerados. Geralmente, o circuito deve ser organizado em paralelo tanto quanto possível. Desta forma, não é apenas bonito, mas também fácil de instalar e soldar, e fácil de produzir em massa.

(5) Organize a posição de cada unidade de circuito funcional de acordo com o fluxo do circuito, de modo que o layout seja conveniente para a circulação do sinal e o sinal seja mantido na mesma direção possível.

(6) O primeiro princípio do layout é garantir a taxa de fiação, preste atenção à conexão dos fios soltos ao mover o dispositivo e coloque os dispositivos conectados juntos.

(7) Reduza a área do loop tanto quanto possível para suprimir a interferência de radiação da fonte de alimentação de comutação.

configurações de parâmetros

A distância entre os fios adjacentes deve atender aos requisitos de segurança elétrica e, para facilitar a operação e a produção, a distância deve ser a maior possível. O espaçamento mínimo deve ser pelo menos adequado para a tensão tolerável. Quando a densidade da fiação é baixa, o espaçamento das linhas de sinal pode ser aumentado apropriadamente. Para linhas de sinal com uma grande lacuna entre os níveis alto e baixo, o espaçamento deve ser o mais curto possível e o espaçamento deve ser aumentado. Defina o espaçamento do traço para 8mil.

A distância da borda do orifício interno da almofada até a borda do cartão impresso deve ser maior que 1mm, para evitar defeitos da almofada durante o processamento. Quando os traços conectados às almofadas são finos, a conexão entre as almofadas e os traços deve ser projetada em forma de gota. A vantagem disso é que as almofadas não são fáceis de descascar, mas os traços e as almofadas não são facilmente desconectados.

Fiação

A fonte de alimentação chaveada contém sinais de alta frequência. Qualquer linha impressa no PC B pode funcionar como uma antena. O comprimento e a largura da linha impressa afetarão sua impedância e indutância, afetando assim a resposta de freqüência. Mesmo as linhas impressas que passam os sinais DC podem se acoplar aos sinais de radiofrequência das linhas impressas adjacentes e causar problemas no circuito (e até mesmo irradiar sinais interferentes novamente). Portanto, todas as linhas impressas que passam pela corrente CA devem ser projetadas para serem as mais curtas e largas possíveis, o que significa que todos os componentes conectados às linhas impressas e outras linhas de força devem ser colocados muito próximos.

O comprimento da linha impressa é proporcional à indutância e impedância que exibe, enquanto a largura é inversamente proporcional à indutância e impedância da linha impressa. O comprimento reflete o comprimento de onda da resposta da linha impressa. Quanto maior o comprimento, menor a frequência com que a linha impressa pode enviar e receber ondas eletromagnéticas e pode irradiar mais energia de radiofrequência. De acordo com a corrente da placa de circuito impresso, tente aumentar a largura da linha de alimentação para reduzir a resistência do circuito. Ao mesmo tempo, faça com que a direção da linha de alimentação e a linha de aterramento sejam consistentes com a direção da corrente, o que ajuda a aumentar a capacidade anti-ruído. O aterramento é o ramo inferior dos quatro loops de corrente da fonte de alimentação chaveada. Ele desempenha um papel importante como um ponto de referência comum para o circuito. É um método importante para controlar a interferência.

Portanto, a colocação do fio de aterramento deve ser cuidadosamente considerada no layout. A mistura de vários aterramentos causará instabilidade no fornecimento de energia.

Os seguintes pontos devem ser prestados atenção no projeto do fio terra:

1. Escolha corretamente o aterramento de ponto único. Geralmente, o terminal comum do capacitor de filtro deve ser o único ponto de conexão para acoplar outros pontos de aterramento ao aterramento CA de alta corrente. Deve ser conectado ao ponto de aterramento deste nível, principalmente considerando que a corrente que flui de volta para o terra em cada parte do circuito é alterada. A impedância da linha de fluxo real causará a mudança do potencial de terra de cada parte do circuito e introduzirá interferência. Nessa fonte chaveada, sua fiação e a indutância entre os dispositivos têm pouca influência, e a corrente circulante formada pelo circuito de aterramento tem maior influência na interferência. Conectados ao pino de aterramento, os fios de aterramento de vários componentes do loop de corrente do retificador de saída também são conectados aos pinos de aterramento dos capacitores de filtro correspondentes, para que a fonte de alimentação funcione de forma mais estável e não seja fácil de se autoexcitar. Conecte dois diodos ou um pequeno resistor, na verdade, ele pode ser conectado a um pedaço relativamente concentrado de folha de cobre.

2. Engrossar o fio de aterramento o máximo possível. Se o fio de aterramento for muito fino, o potencial de aterramento mudará com a mudança da corrente, o que fará com que o nível do sinal de temporização do equipamento eletrônico fique instável e o desempenho anti-ruído se deteriore. Portanto, é necessário garantir que cada terminal de aterramento de grande corrente Use fios impressos tão curtos e largos quanto possível, e alargue a largura dos fios de alimentação e aterramento tanto quanto possível. É melhor deixar os fios de aterramento mais largos do que os fios de alimentação. Sua relação é: fio terra fio de sinal “fio de alimentação”. A largura deve ser maior que 3 mm, e uma grande área de camada de cobre também pode ser usada como fio de aterramento, e os locais não utilizados na placa de circuito impresso são conectados ao solo como fio de aterramento. Ao realizar a fiação global, os seguintes princípios também devem ser seguidos:

(1) Direção da fiação: Do ​​ponto de vista da superfície de soldagem, a disposição dos componentes deve ser o mais consistente possível com o diagrama esquemático. A direção da fiação é melhor para ser consistente com a direção da fiação do diagrama de circuito, porque vários parâmetros são normalmente necessários na superfície de solda durante o processo de produção. Inspeção, portanto, é conveniente para inspeção, depuração e revisão na produção (Nota: refere-se à premissa de atender o desempenho do circuito e os requisitos de instalação de toda a máquina e layout do painel).

(2) Ao projetar o diagrama de fiação, a fiação não deve dobrar tanto quanto possível e a largura da linha no arco impresso não deve mudar repentinamente. O canto do fio deve ter ≥90 graus e as linhas devem ser simples e claras.

(3) Circuitos cruzados não são permitidos no circuito impresso. Para as linhas que podem se cruzar, você pode usar “perfuração” e “enrolamento” para resolver o problema. Isto é, deixe um determinado condutor “perfurar” a lacuna sob outros resistores, capacitores e pinos triodo, ou “enrolar” através da extremidade de um determinado condutor que pode cruzar. Em circunstâncias especiais, quão complexo é o circuito, também é permitido simplificar o projeto. Use fios para fazer a ponte para resolver o problema do circuito cruzado. Devido à placa de um lado, os componentes em linha estão localizados na superfície p e os dispositivos de montagem em superfície estão localizados na superfície inferior. Portanto, os dispositivos em linha podem se sobrepor aos dispositivos de montagem em superfície durante o layout, mas a sobreposição das almofadas deve ser evitada.

3. Aterramento de entrada e aterramento de saída Esta fonte de alimentação chaveada é um DC-DC de baixa tensão. Para alimentar a tensão de saída de volta ao primário do transformador, os circuitos em ambos os lados devem ter um aterramento de referência comum, portanto, após colocar cobre nos fios de aterramento em ambos os lados, eles devem ser conectados juntos para formar um aterramento comum.

um exame

Após a conclusão do projeto da fiação, é necessário verificar cuidadosamente se o projeto da fiação está de acordo com as regras definidas pelo projetista e, ao mesmo tempo, é necessário confirmar se as regras estabelecidas atendem aos requisitos do processo de produção de cartão impresso . Geralmente, verifique as linhas e linhas, as linhas e os blocos de componentes e as linhas. Se as distâncias de furos passantes, almofadas de componentes e furos passantes, furos passantes e furos passantes são razoáveis ​​e se atendem aos requisitos de produção. Se a largura da linha de força e a linha de aterramento são adequadas e se há um local para alargar a linha de aterramento no PCB. Nota: alguns erros podem ser ignorados. Por exemplo, quando uma parte do contorno de alguns conectores é colocada fora da moldura da placa, ocorrerão erros ao verificar o espaçamento; além disso, cada vez que a fiação e as vias são modificadas, o cobre deve ser revestido novamente.