PCB設計組件佈局

PCB設計

在任何開關電源設計中, PCB板 是最後一個鏈接。 如果設計方法不當,PCB可能會輻射過多的電磁干擾,導致電源工作不穩定。 下面對每一步需要注意的事項進行分析。

印刷電路板

從原理圖到PCB設計流程

設置組件參數-> 輸入原理網表-> 設計參數設置-> 手動佈局-> 手動佈線 – > 驗證設計 – > 回顧 – & gt; 凸輪輸出。

參數設定

相鄰導線之間的間距必須滿足電氣安全的要求,並且為了操作和生產的方便,間距應盡可能寬。 The minimum spacing should be suitable for the voltage at least. When the wiring density is low, the spacing of signal lines can be appropriately increased. For the signal lines with high and low level disparity, the spacing should be as short as possible and the spacing should be increased.

焊盤內孔邊緣與印製板邊緣的距離應大於1mm,以避免加工過程中焊盤出現缺陷。 當與焊盤連接的導線比較細時,將焊盤與導線的連接設計成水滴狀。 優點是焊盤不易剝落,但線材與焊盤不易斷開。

Component layout

Practice has proved that even if the circuit schematic design is correct and the printed circuit board design is improper, the reliability of electronic equipment will be adversely affected.

For example, if two thin parallel lines of a printed board are close together, there will be a delay in the signal waveform, resulting in reflected noise at the end of the transmission line. 電源和地線引起的干擾會降低產品的性能。 因此,在設計印刷電路板時,應注意正確的方法。

每個開關電源有四個電流迴路:

① Ac circuit of power switch

② 輸出整流交流電路

輸入信號源電流環

④ 輸出負載電流迴路 輸入迴路

通過以近似直流電流對輸入電容充電,濾波電容主要起到寬帶儲能的作用。 類似地,輸出濾波電容器用於存儲來自輸出整流器的高頻能量,同時消除來自輸出負載環路的直流能量。

因此,輸入輸出濾波電容的接線端子非常重要。 輸入和輸出電流迴路應分別從濾波電容器的接線端子連接到電源。 如果輸入/輸出電路和電源開關/整流電路之間的連接不能直接連接到電容器的端子上,交流能量將通過輸入或輸出濾波電容器輻射到環境中。

電源開關和整流器的交流電路中含有高幅梯形電流,其諧波成分高,頻率遠高於開關的基頻。 峰值幅度可高達連續輸入/輸出直流電流的 5 倍。 過渡時間通常在 50ns 左右。

這兩個電路最容易產生電磁干擾,所以必須將電源中的其他印製線路佈在這些交流電路之前,每個迴路三個主要元件濾波電容、電源開關或整流器、電感或變壓器應相鄰放置彼此之間,調整元素位置之間的當前路徑,使它們盡可能短。

建立開關電源佈局的最佳方式與其電氣設計類似,最佳設計流程如下:

① 放置變壓器

② 設計電源開關電流迴路

③ 設計輸出整流電流環

④ 連接交流電源電路的控制電路

接線

開關電源包含高頻信號,PCB上的任何印刷線路都可以充當天線。 印製線的長度和寬度會影響其阻抗和感抗,從而影響頻率響應。 即使是通過直流信號的印刷線路也可能耦合到來自相鄰印刷線路的射頻信號並導致電路問題(甚至重新輻射干擾信號)。

因此,所有通過交流電流的印刷線路都應設計得盡可能短而寬,這意味著連接到印刷線路和其他電源線的所有組件必須靠近放置。

印製線的長度與其電感和阻抗成正比,寬度與印製線的電感和阻抗成反比。 長度反映了印刷線響應的波長。 長度越長,印製線能發送和接收電磁波的頻率越低,能輻射的射頻能量越多。

根據印製電路板電流的大小,盡可能增加電源線的寬度,降低迴路電阻。 同時,使電源線、地線和電流方向一致,有助於增強抗噪聲能力。

接地是開關電源四個電流電路的底部支路,作為電路的公共參考點起著非常重要的作用,是控制干擾的重要方法。 因此,請仔細考慮佈局中的接地電纜。 混合接地線可能會導致電源不穩定。

佈線設計完成後,需要仔細檢查設計師的佈線設計是否符合規則,規則的同時還需要確認是否符合PCB生產工藝的需求,一般檢查線對線,線路與元件焊盤、線路與連通孔、元件焊盤與連通孔、通孔與​​通孔之間的距離是否合理,是否滿足生產要求。

電源線和地線的寬度是否合適,地線在PCB中是否有加寬的空間。 注意:有些錯誤可以忽略,例如有些連接器的Outline部分放在板框外,所以檢查間距會出錯; 此外,每次修改佈線和孔後,都需要重新鍍銅一次。

根據《PCB checklist》審核,包括設計規則、層定義、線寬、間距、焊盤、孔設置,還要重點審核器件佈局、電源、接地網佈線、高速時鐘的合理性網絡佈線和屏蔽,去耦電容器的放置和連接。

設計輸出

輸出光繪圖文件的注意事項:

(1) 需要輸出層佈線層(底部)、絲印層(包括頂絲印、底絲印)、焊接層(底焊)、鑽孔層(底),另外還要生成鑽孔文件(NC Drill)

② 設置絲印圖層的圖層時,不要選擇零件類型,選擇上(下)和絲印圖層的輪廓、文字和線條

③ 設置各層的層時,選擇板輪廓。 設置絲印Layer的Layer時,不要選擇Part Type,選擇上(下)和絲印層的Outline和Text.