Pri návrhu spínaného zdroja sa berie do úvahy fyzický dizajn Doska s plošnými spojmi je posledný odkaz. Ak je metóda návrhu nesprávna, doska plošných spojov môže vyžarovať príliš veľa elektromagnetického rušenia a spôsobiť, že napájanie bude nestabilné. Nasledujúce záležitosti vyžadujú pozornosť pri analýze každého kroku:

Návrhový tok od schémy k DPS

Stanovenie parametrov komponentov – „princíp vstupu netlist-“nastavenie parametrov návrhu –“ ručné rozloženie – „manuálne zapojenie – „návrh overenia –“ prehľad – „výstup CAM“.

Rozloženie komponentov

Prax ukázala, že aj keď je návrh schémy obvodu správny a doska plošných spojov nie je správne navrhnutá, nepriaznivo to ovplyvní spoľahlivosť elektronických zariadení. Napríklad, ak sú dve tenké paralelné čiary dosky s plošnými spojmi blízko seba, spôsobí to oneskorenie tvaru vlny signálu a odrazový šum na konci prenosovej linky; rušenie spôsobené nesprávnym zvážením napájania a uzemňovacieho vedenia spôsobí poškodenie produktu. Výkon je znížený, takže pri navrhovaní dosky plošných spojov by sa mala venovať pozornosť prijatiu správnej metódy. Každý spínaný zdroj má štyri prúdové slučky:

(1) Vypínač striedavého prúdu

(2) výstupný obvod striedavého usmerňovača

(3) Prúdová slučka zdroja vstupného signálu

(4) výstupná záťaž prúdová slučka vstupná slučka

Vstupný kondenzátor sa nabíja približným jednosmerným prúdom. Filtračný kondenzátor funguje hlavne ako širokopásmový zásobník energie; podobne sa výstupný filtračný kondenzátor používa aj na ukladanie vysokofrekvenčnej energie z výstupného usmerňovača a elimináciu jednosmernej energie výstupnej záťažovej slučky. Preto sú svorky vstupných a výstupných filtračných kondenzátorov veľmi dôležité. Vstupné a výstupné prúdové obvody by mali byť pripojené k napájaniu iba zo svoriek filtračného kondenzátora; ak sa spojenie medzi vstupným/výstupným obvodom a obvodom vypínača/usmerňovača nedá pripojiť ku kondenzátoru Svorka je priamo pripojená a striedavá energia bude vyžarovaná do okolia vstupným alebo výstupným filtračným kondenzátorom.

Obvod striedavého prúdu vypínača a obvod striedavého prúdu usmerňovača obsahujú lichobežníkové prúdy s vysokou amplitúdou. Harmonické zložky týchto prúdov sú veľmi vysoké. Frekvencia je oveľa väčšia ako základná frekvencia spínača. Špičková amplitúda môže byť až 5-násobkom amplitúdy kontinuálneho vstupného/výstupného jednosmerného prúdu. Doba prechodu je zvyčajne približne 50 ns.

Tieto dve slučky sú najviac náchylné na elektromagnetické rušenie, takže tieto AC slučky musia byť umiestnené pred ostatnými vytlačenými čiarami v napájacom zdroji. Tri hlavné komponenty každej slučky sú filtračné kondenzátory, výkonové spínače alebo usmerňovače, tlmivky alebo transformátory. Umiestnite ich vedľa seba a upravte polohu komponentov tak, aby bola aktuálna cesta medzi nimi čo najkratšia. Najlepší spôsob, ako vytvoriť rozloženie spínaného zdroja napájania, je podobný jeho elektrickému dizajnu. Najlepší proces navrhovania je nasledujúci:

umiestnite transformátor

návrhový výkonový vypínač prúdová slučka

Navrhnite prúdovú slučku výstupného usmerňovača

Riadiaci obvod pripojený k obvodu striedavého prúdu

Navrhnite slučku zdroja vstupného prúdu a vstupný filter. Navrhnite výstupnú záťažovú slučku a výstupný filter podľa funkčnej jednotky obvodu. Pri usporiadaní všetkých komponentov obvodu musia byť dodržané nasledujúce zásady:

(1) Najprv zvážte veľkosť PC B. Keď je veľkosť PC B príliš veľká, vytlačené čiary budú dlhé, impedancia sa zvýši, protihluková schopnosť sa zníži a náklady sa zvýšia; ak je veľkosť PC B príliš malá, odvod tepla nebude dobrý a priľahlé vedenia budú ľahko narušené. Najlepší tvar dosky s plošnými spojmi je obdĺžnikový, pomer strán je 3: 2 alebo 4: 3 a komponenty umiestnené na okraji dosky s plošnými spojmi nie sú vo všeobecnosti menšie ako 2 mm od okraja dosky s plošnými spojmi.

(2) Pri umiestňovaní zariadenia zvážte následné spájkovanie, nie príliš husté.

(3) Vezmite jadro každého funkčného obvodu ako stred a rozložte ho okolo neho. Komponenty by mali byť na PC B rovnomerne, úhľadne a kompaktne usporiadané, minimalizovať a skracovať prívody a spojenia medzi komponentmi a oddeľovací kondenzátor by mal byť čo najbližšie k VCC zariadenia.

(4) Pre obvody pracujúce pri vysokých frekvenciách sa musia brať do úvahy rozdelené parametre medzi komponentmi. Vo všeobecnosti by mal byť okruh usporiadaný čo najviac paralelne. Týmto spôsobom je nielen krásny, ale aj ľahko sa inštaluje a zvára a ľahko sa vyrába vo veľkom.

(5) Usporiadajte polohu každej jednotky funkčného obvodu podľa toku obvodu tak, aby bolo usporiadanie vhodné na cirkuláciu signálu a aby sa signál udržiaval v rovnakom smere, ako je to možné.

(6) Prvým princípom usporiadania je zabezpečiť rýchlosť zapojenia, venovať pozornosť pripojeniu lietajúcich káblov pri premiestňovaní zariadenia a spájať pripojené zariadenia.

(7) Čo najviac zmenšiť oblasť slučky, aby sa potlačilo rušenie vyžarovaním spínaného zdroja.

nastavenia parametrov

Vzdialenosť medzi susednými vodičmi musí spĺňať požiadavky na elektrickú bezpečnosť a na uľahčenie prevádzky a výroby by mala byť vzdialenosť čo najväčšia. Minimálne rozostupy musia zodpovedať aspoň prípustnému napätiu. Keď je hustota vodičov nízka, vzdialenosť medzi signálnymi vedeniami sa môže primerane zväčšiť. Pre signálové vedenia s veľkou medzerou medzi vysokou a nízkou úrovňou by mal byť rozostup čo najkratší a rozostup by sa mal zväčšiť. Nastavte vzdialenosť medzi stopami na 8 mil.

Vzdialenosť od okraja vnútorného otvoru podložky k okraju dosky s plošnými spojmi by mala byť väčšia ako 1 mm, aby sa predišlo chybám podložky pri spracovaní. Keď sú stopy spojené s podložkami tenké, spojenie medzi podložkami a stopami by malo byť navrhnuté do tvaru kvapky. Výhodou toho je, že podložky sa nedajú ľahko odlepiť, ale stopy a podložky sa nedajú ľahko odpojiť.

Zapojenie

Spínaný zdroj obsahuje vysokofrekvenčné signály. Akákoľvek tlačená linka na PC B môže fungovať ako anténa. Dĺžka a šírka tlačenej čiary ovplyvní jej impedanciu a indukčnosť, čím ovplyvní frekvenčnú odozvu. Dokonca aj tlačené linky, ktoré prechádzajú jednosmerným prúdom, sa môžu spojiť s vysokofrekvenčnými signálmi zo susedných tlačených liniek a spôsobiť problémy s obvodmi (a dokonca opäť vyžarovať rušivé signály). Preto by všetky tlačené vedenia, ktoré prechádzajú striedavým prúdom, mali byť navrhnuté tak, aby boli čo najkratšie a najširšie, čo znamená, že všetky komponenty pripojené k tlačeným vedeniam a iným elektrickým vedeniam musia byť umiestnené veľmi blízko.

Dĺžka tlačenej čiary je úmerná indukčnosti a impedancii, ktorú vykazuje, zatiaľ čo šírka je nepriamo úmerná indukčnosti a impedancii tlačenej čiary. Dĺžka odráža vlnovú dĺžku odozvy tlačenej čiary. Čím väčšia je dĺžka, tým nižšia je frekvencia, pri ktorej môže tlačená čiara vysielať a prijímať elektromagnetické vlny a môže vyžarovať viac rádiofrekvenčnej energie. Podľa prúdu dosky plošných spojov skúste zväčšiť šírku elektrického vedenia, aby ste znížili odpor slučky. Zároveň zosúlaďte smer elektrického vedenia a uzemňovacieho vedenia so smerom prúdu, čo pomáha zvýšiť protihlukovú schopnosť. Uzemnenie je spodná vetva štyroch prúdových slučiek spínaného zdroja. Hrá dôležitú úlohu ako spoločný referenčný bod pre obvod. Je to dôležitá metóda kontroly rušenia.

Preto by sa umiestnenie uzemňovacieho vodiča malo dôkladne zvážiť v rozložení. Miešanie rôznych uzemnení spôsobí nestabilné napájanie.

Pri návrhu uzemňovacieho vodiča je potrebné venovať pozornosť nasledujúcim bodom:

1. Správne zvoľte jednobodové uzemnenie. Vo všeobecnosti by spoločná svorka filtračného kondenzátora mala byť jediným spojovacím bodom na spojenie iných uzemňovacích bodov so zemou striedavého prúdu s vysokým prúdom. Mal by byť pripojený k uzemňovaciemu bodu tejto úrovne, hlavne vzhľadom na to, že prúd tečúci späť do zeme v každej časti obvodu sa mení. Impedancia aktuálneho prúdiaceho vedenia spôsobí zmenu zemného potenciálu každej časti obvodu a zavedie rušenie. V tomto spínanom zdroji má jeho zapojenie a indukčnosť medzi zariadeniami malý vplyv a cirkulujúci prúd tvorený uzemňovacím obvodom má väčší vplyv na rušenie. Uzemňovacie vodiče niekoľkých komponentov prúdovej slučky výstupného usmerňovača sú spojené s uzemňovacím kolíkom a sú tiež spojené s uzemňovacími kolíkmi zodpovedajúcich filtračných kondenzátorov, takže napájanie pracuje stabilnejšie a nie je ľahké ho samobudiť. Pripojte dve diódy alebo malý odpor, v skutočnosti sa dá pripojiť k pomerne koncentrovanému kusu medenej fólie.

2. Maximálne zahustite uzemňovací vodič. Ak je uzemňovací vodič veľmi tenký, zemný potenciál sa zmení so zmenou prúdu, čo spôsobí, že úroveň časovacieho signálu elektronického zariadenia bude nestabilná a protihlukový výkon sa zhorší. Preto je potrebné zabezpečiť, aby každá veľká prúdová uzemňovacia svorka Používala tlačené vodiče čo najkratšie a čo najširšie a šírku napájacích a uzemňovacích vodičov čo najviac rozšírte. Najlepšie je urobiť uzemňovacie vodiče širšie ako napájacie vodiče. Ich vzťah je: uzemňovací vodič „napájací vodič“ signálny vodič. Šírka by mala byť väčšia ako 3 mm a veľkú plochu medenej vrstvy je možné použiť aj ako uzemňovací vodič a nevyužité miesta na doske plošných spojov sú spojené so zemou ako uzemňovací vodič. Pri vykonávaní globálnej elektroinštalácie je potrebné dodržiavať aj nasledujúce zásady:

(1) Smer zapojenia: Z pohľadu spájkovacej plochy by usporiadanie komponentov malo byť čo najviac v súlade so schematickým diagramom. Smer zapojenia je najlepšie v súlade so smerom zapojenia schémy zapojenia, pretože počas výrobného procesu sú zvyčajne potrebné rôzne parametre na spájkovacej ploche. Kontrola, takže je vhodná na kontrolu, ladenie a generálne opravy vo výrobe (Poznámka: vzťahuje sa na predpoklad splnenia výkonu obvodu a požiadaviek na inštaláciu celého stroja a rozloženie panelov).

(2) Pri navrhovaní schémy zapojenia by sa vedenie nemalo čo najviac ohýbať a šírka čiary na tlačenom oblúku by sa nemala náhle meniť. Roh drôtu by mal byť ≥90 stupňov a čiary by mali byť jednoduché a jasné.

(3) V tlačenom spoji nie sú povolené krížové obvody. Pre čiary, ktoré sa môžu krížiť, môžete na vyriešenie problému použiť „vŕtanie“ a „navíjanie“. To znamená, že nechajte určité vedenie „prevŕtať“ medzerou pod inými odpormi, kondenzátormi a kolíkmi triódy alebo „previnúť“ koniec určitého vedenia, ktoré sa môže krížiť. Za zvláštnych okolností, ako zložitý je obvod, je tiež dovolené zjednodušiť dizajn. Použite drôty na premostenie na vyriešenie problému krížového obvodu. Vďaka jednostrannej doske sú in-line komponenty umiestnené na hornej ploche a zariadenia na povrchovú montáž sú umiestnené na spodnej ploche. Preto sa in-line zariadenia môžu počas rozloženia prekrývať so zariadeniami na povrchovú montáž, ale prekrývaniu podložiek by sa malo zabrániť.

3. Vstupné uzemnenie a výstupné uzemnenie Tento spínaný zdroj je nízkonapäťový DC-DC. Na privádzanie výstupného napätia späť do primárnej časti transformátora by obvody na oboch stranách mali mať spoločnú referenčnú zem, takže po položení medi na uzemňovacie vodiče na oboch stranách musia byť navzájom spojené, aby vytvorili spoločnú zem.

vyšetrenie

Po dokončení návrhu elektroinštalácie je potrebné dôkladne skontrolovať, či návrh elektroinštalácie zodpovedá pravidlám stanoveným projektantom a zároveň je potrebné potvrdiť, či stanovené pravidlá zodpovedajú požiadavkám procesu výroby plošných spojov. . Vo všeobecnosti skontrolujte čiary a čiary, čiary a podložky komponentov a čiary. Či sú vzdialenosti od priechodných otvorov, podložiek komponentov a priechodných otvorov, priechodných otvorov a priechodných otvorov primerané a či spĺňajú výrobné požiadavky. Či je vhodná šírka elektrického vedenia a zemného vedenia a či je miesto na rozšírenie zemného vedenia v DPS. Poznámka: Niektoré chyby možno ignorovať. Napríklad, keď je časť obrysu niektorých konektorov umiestnená mimo rám dosky, pri kontrole rozstupov sa vyskytnú chyby; okrem toho pri každej úprave kabeláže a prestupov musí byť meď znovu natretá.