Trong thiết kế nguồn điện chuyển mạch, thiết kế vật lý của PCB hội đồng quản trị là liên kết cuối cùng. Nếu phương pháp thiết kế không phù hợp, PCB có thể bức xạ quá nhiều nhiễu điện từ và khiến nguồn điện hoạt động không ổn định. Sau đây là những vấn đề cần chú ý trong phân tích từng bước:

Luồng thiết kế từ sơ đồ sang PCB

Thiết lập các thông số thành phần- “danh sách nguyên tắc đầu vào-“ cài đặt thông số thiết kế – ”bố trí thủ công-“ đấu dây thủ công- “thiết kế xác minh -” đánh giá- “Đầu ra CAM.

Bố cục thành phần

Thực tiễn đã chứng minh rằng ngay cả khi thiết kế sơ đồ mạch điện là chính xác và bảng mạch in không được thiết kế đúng cách, nó sẽ ảnh hưởng xấu đến độ tin cậy của thiết bị điện tử. Ví dụ, nếu hai đường kẻ mảnh song song của bảng in gần nhau sẽ gây ra hiện tượng trễ dạng sóng tín hiệu và nhiễu phản xạ ở cuối đường truyền; nhiễu do việc xem xét nguồn điện và đường dây nối đất không đúng cách sẽ làm cho sản phẩm bị hư hỏng. Hiệu suất bị giảm nên khi thiết kế bảng mạch in cần chú ý áp dụng đúng phương pháp. Mỗi nguồn điện chuyển mạch có bốn vòng lặp hiện tại:

(1) Công tắc nguồn mạch AC

(2) đầu ra mạch chỉnh lưu AC

(3) Vòng lặp dòng điện nguồn tín hiệu đầu vào

(4) đầu ra tải vòng lặp đầu vào vòng lặp

Tụ điện đầu vào được sạc bằng dòng điện một chiều gần đúng. Tụ lọc chủ yếu hoạt động như một bộ lưu trữ năng lượng băng thông rộng; tương tự, tụ lọc đầu ra cũng được sử dụng để lưu trữ năng lượng tần số cao từ bộ chỉnh lưu đầu ra và loại bỏ năng lượng DC của vòng tải đầu ra. Vì vậy, các cực của tụ lọc đầu vào và đầu ra là rất quan trọng. Các mạch dòng điện đầu vào và đầu ra chỉ nên được kết nối với nguồn điện từ các đầu cực của tụ lọc tương ứng; nếu kết nối giữa mạch đầu vào / đầu ra và công tắc nguồn / mạch chỉnh lưu không thể kết nối với tụ điện Đầu cuối được kết nối trực tiếp, và năng lượng xoay chiều sẽ được bức xạ ra môi trường bởi tụ lọc đầu vào hoặc đầu ra.

Đoạn mạch xoay chiều của công tắc nguồn và đoạn mạch xoay chiều của bộ chỉnh lưu chứa dòng điện hình thang biên độ cao. Các thành phần hài của các dòng điện này rất cao. Tần số lớn hơn nhiều so với tần số cơ bản của công tắc. Biên độ đỉnh có thể cao gấp 5 lần biên độ của dòng điện một chiều đầu vào / đầu ra liên tục. Thời gian chuyển đổi thường là Khoảng 50 ns.

Hai vòng này dễ bị nhiễu điện từ nhất, vì vậy các vòng AC này phải được đặt trước các đường in khác trong bộ nguồn. Ba thành phần chính của mỗi vòng lặp là tụ lọc, công tắc nguồn hoặc bộ chỉnh lưu, cuộn cảm hoặc máy biến áp. Đặt chúng cạnh nhau và điều chỉnh vị trí của các thành phần để làm cho đường dẫn hiện tại giữa chúng càng ngắn càng tốt. Cách tốt nhất để thiết lập bố trí nguồn điện chuyển mạch tương tự như thiết kế điện của nó. Quy trình thiết kế tốt nhất như sau:

đặt máy biến áp

thiết kế công tắc nguồn vòng lặp hiện tại

Thiết kế vòng lặp dòng chỉnh lưu đầu ra

Mạch điều khiển kết nối với mạch nguồn AC

Thiết kế vòng lặp nguồn dòng đầu vào và bộ lọc đầu vào. Thiết kế vòng tải đầu ra và bộ lọc đầu ra theo đơn vị chức năng của mạch. Khi bố trí tất cả các thành phần của mạch điện phải đáp ứng các nguyên tắc sau:

(1) Đầu tiên, hãy xem xét kích thước của PC B. Khi kích thước PC B quá lớn, các dòng in sẽ dài, trở kháng tăng, khả năng chống nhiễu giảm và giá thành sẽ tăng lên; Nếu kích thước PC B quá nhỏ, khả năng tản nhiệt sẽ không tốt và các đường liền kề dễ bị nhiễu. Hình dạng tốt nhất của bảng mạch là hình chữ nhật, tỷ lệ khung hình là 3: 2 hoặc 4: 3 và các thành phần nằm trên mép của bảng mạch nói chung cách mép của bảng mạch không nhỏ hơn 2mm.

(2) Khi đặt thiết bị, hãy xem xét các mối hàn tiếp theo, không quá dày đặc.

(3) Lấy thành phần cốt lõi của mỗi mạch chức năng làm trung tâm và bố trí xung quanh nó. Các thành phần phải được sắp xếp đồng đều, gọn gàng và chắc chắn trên PC B, giảm thiểu và rút ngắn các dây dẫn và kết nối giữa các thành phần, và tụ điện tách phải càng gần VCC của thiết bị càng tốt.

(4) Đối với các mạch hoạt động ở tần số cao, các thông số phân bố giữa các thành phần phải được xem xét. Nói chung, mạch điện nên được bố trí song song càng nhiều càng tốt. Bằng cách này, nó không chỉ đẹp mà còn dễ lắp đặt và hàn, dễ sản xuất hàng loạt.

(5) Sắp xếp vị trí của từng khối mạch chức năng theo dòng mạch, sao cho bố trí thuận tiện cho việc lưu thông tín hiệu và tín hiệu được giữ đúng hướng nhất có thể.

(6) Nguyên tắc đầu tiên khi bố trí là đảm bảo tỷ lệ đi dây, chú ý kết nối các dây dẫn bay khi di chuyển thiết bị và đặt các thiết bị kết nối với nhau.

(7) Giảm diện tích vòng lặp càng nhiều càng tốt để triệt tiêu nhiễu bức xạ của nguồn điện chuyển mạch.

Cài đặt tham số

Khoảng cách giữa các dây liền kề phải đảm bảo các yêu cầu về an toàn điện, và để thuận tiện cho việc vận hành và sản xuất thì khoảng cách đó phải càng rộng càng tốt. Khoảng cách tối thiểu ít nhất phải phù hợp với điện áp có thể chịu được. Khi mật độ dây thấp, khoảng cách của các đường tín hiệu có thể được tăng lên một cách thích hợp. Đối với các đường tín hiệu có khoảng cách lớn giữa mức cao và mức thấp, khoảng cách nên càng ngắn càng tốt và tăng khoảng cách. Đặt khoảng cách dấu vết thành 8 triệu.

Khoảng cách từ mép lỗ bên trong của miếng đệm đến mép của bảng in phải lớn hơn 1mm để tránh các khuyết tật của miếng đệm trong quá trình gia công. Khi các vết nối với các tấm đệm mỏng, mối nối giữa các tấm lót và các vết nên được thiết kế thành hình giọt nước. Ưu điểm của việc này là miếng đệm không dễ bị bong tróc, nhưng dấu vết và miếng đệm không dễ bị bung ra.

Hệ thống dây điện

Nguồn điện chuyển mạch chứa các tín hiệu tần số cao. Bất kỳ dòng in nào trên PC B đều có thể hoạt động như một ăng-ten. Chiều dài và chiều rộng của dòng in sẽ ảnh hưởng đến trở kháng và điện cảm của nó, do đó ảnh hưởng đến đáp ứng tần số. Ngay cả các đường in đi qua tín hiệu DC cũng có thể ghép nối với các tín hiệu tần số vô tuyến từ các đường in liền kề và gây ra các sự cố về mạch (và thậm chí lại phát ra các tín hiệu gây nhiễu). Do đó, tất cả các đường in chạy qua dòng điện xoay chiều phải được thiết kế càng ngắn và càng rộng càng tốt, có nghĩa là tất cả các thành phần kết nối với đường in và các đường dây điện khác phải được đặt rất gần nhau.

Chiều dài của dòng in tỷ lệ thuận với độ tự cảm và trở kháng mà nó thể hiện, trong khi chiều rộng tỷ lệ nghịch với độ tự cảm và trở kháng của dòng in. Chiều dài phản ánh bước sóng của phản ứng của vạch in. Chiều dài càng dài, tần số mà vạch in có thể gửi và nhận sóng điện từ càng thấp, và nó có thể bức xạ nhiều năng lượng tần số vô tuyến hơn. Theo dòng điện của bảng mạch in, cố gắng tăng chiều rộng của đường dây điện để giảm điện trở của vòng lặp. Đồng thời, làm cho hướng của đường dây điện và đường dây nối đất phù hợp với hướng của dòng điện, giúp tăng cường khả năng chống nhiễu. Nối đất là nhánh dưới cùng của bốn vòng lặp hiện tại của nguồn điện chuyển mạch. Nó đóng một vai trò quan trọng như một điểm tham chiếu chung cho mạch. Đó là một phương pháp quan trọng để kiểm soát nhiễu.

Vì vậy, vị trí đặt dây tiếp đất cần được xem xét kỹ lưỡng trong cách bố trí. Việc trộn lẫn nhiều loại tiếp đất khác nhau sẽ khiến nguồn điện không ổn định.

Những điểm sau đây cần được chú ý trong thiết kế dây nối đất:

1. Chọn chính xác nối đất một điểm. Nói chung, đầu nối chung của tụ lọc phải là điểm kết nối duy nhất để ghép nối các điểm nối đất khác với đất AC của dòng điện cao. Nó nên được kết nối với điểm nối đất của mức này, chủ yếu xem xét rằng dòng điện chạy trở lại đất trong mỗi phần của mạch được thay đổi. Trở kháng của dòng thực tế sẽ gây ra sự thay đổi điện thế đất của từng phần của mạch và gây ra nhiễu. Trong nguồn điện chuyển mạch này, hệ thống dây dẫn và độ tự cảm giữa các thiết bị có ít ảnh hưởng, và dòng điện tuần hoàn được hình thành bởi mạch nối đất có ảnh hưởng lớn hơn đến nhiễu. Nối với chân nối đất, dây nối đất của một số thành phần của vòng dòng chỉnh lưu đầu ra cũng được nối với chân đất của tụ lọc tương ứng, để bộ nguồn hoạt động ổn định hơn và không dễ tự kích. Kết nối hai điốt hoặc một điện trở nhỏ, trên thực tế, nó có thể được kết nối với một miếng lá đồng tương đối tập trung.

2. Làm dày dây tiếp đất càng nhiều càng tốt. Nếu dây nối đất rất mỏng, điện thế nối đất sẽ thay đổi cùng với sự thay đổi của dòng điện, làm cho mức tín hiệu định thời của thiết bị điện tử không ổn định và hiệu suất chống nhiễu sẽ kém đi. Do đó, cần đảm bảo rằng mỗi đầu nối đất dòng điện lớn Sử dụng dây in càng ngắn và càng rộng càng tốt, và mở rộng chiều rộng của dây nguồn và dây nối đất càng nhiều càng tốt. Tốt nhất là làm dây nối đất rộng hơn dây nguồn. Mối quan hệ của chúng là: dây nối đất “dây nguồn” dây tín hiệu. Chiều rộng phải lớn hơn 3mm, và một phần lớn lớp đồng cũng có thể được sử dụng làm dây nối đất, và những chỗ không sử dụng trên bảng mạch in được nối với đất làm dây nối đất. Khi thực hiện nối dây toàn cầu, các nguyên tắc sau cũng phải được tuân thủ:

(1) Hướng đi dây: Từ quan điểm của bề mặt hàn, việc bố trí các bộ phận phải phù hợp nhất có thể với sơ đồ. Hướng đi dây tốt nhất là phù hợp với hướng đi dây của sơ đồ mạch, vì các thông số khác nhau thường được yêu cầu trên bề mặt hàn trong quá trình sản xuất. Kiểm tra, vì vậy điều này thuận tiện cho việc kiểm tra, gỡ lỗi và đại tu trong sản xuất (Lưu ý: đề cập đến tiền đề của việc đáp ứng hiệu suất mạch và các yêu cầu của toàn bộ lắp đặt máy và bố trí bảng điều khiển).

(2) Khi thiết kế sơ đồ đấu dây, dây không được uốn cong hết mức có thể, và độ rộng đường thẳng trên cung in không được thay đổi đột ngột. Góc của dây phải ≥90 độ và các đường nét phải đơn giản và rõ ràng.

(3) Không được phép có các mạch chéo trong mạch in. Đối với các đường có thể cắt ngang, bạn có thể sử dụng “khoan” và “uốn lượn” để giải quyết vấn đề. Đó là, để một dây dẫn nhất định “khoan” qua khe hở dưới các điện trở, tụ điện và chân triode khác, hoặc “gió” qua đầu của một dây dẫn nhất định có thể đi qua. Trong những trường hợp đặc biệt, mạch điện phức tạp đến đâu cũng được phép đơn giản hóa thiết kế. Sử dụng dây nối để giải quyết vấn đề mạch chéo. Do bo mạch một mặt, các thành phần trong dòng nằm trên bề mặt sang p và các thiết bị gắn trên bề mặt nằm ở bề mặt dưới cùng. Do đó, các thiết bị trong dòng có thể chồng lên các thiết bị gắn trên bề mặt trong quá trình bố trí, nhưng nên tránh chồng chéo các tấm đệm.

3. Tiếp đất đầu vào và đất đầu ra Nguồn điện chuyển mạch này là DC-DC điện áp thấp. Để cấp điện áp đầu ra trở lại sơ cấp của máy biến áp, các mạch ở cả hai phía phải có một điểm nối đất chung, vì vậy sau khi đặt đồng vào các dây nối đất ở cả hai phía, chúng phải được nối với nhau để tạo thành một điểm chung.

một bài kiểm tra

Sau khi thiết kế hệ thống dây điện được hoàn thành, cần phải kiểm tra cẩn thận xem thiết kế hệ thống dây điện có phù hợp với các quy tắc do nhà thiết kế đặt ra hay không, đồng thời phải xác nhận xem các quy tắc đã thiết lập có đáp ứng yêu cầu của quy trình sản xuất ván in hay không. . Nói chung, hãy kiểm tra các dòng và dòng, các dòng và các miếng đệm thành phần, và các dòng. Khoảng cách từ các lỗ, miếng đệm thành phần và qua lỗ, qua lỗ và qua lỗ có hợp lý không và chúng có đáp ứng yêu cầu sản xuất hay không. Chiều rộng của đường dây điện và đường dây nối đất có phù hợp hay không và liệu có chỗ nào để mở rộng đường dây nối đất trong PCB hay không. Lưu ý: Có thể bỏ qua một số lỗi. Ví dụ, khi một phần của đường viền của một số đầu nối được đặt bên ngoài khung bảng, sẽ xảy ra lỗi khi kiểm tra khoảng cách; Ngoài ra, mỗi lần sửa đổi hệ thống dây và vias, đồng phải được tráng lại.