PCB设计流程:请注意这“6个注意事项”

2023-02-25 18:58:43来源:巧家装作者:装修达人 阅读量:14

PCB设计:

PCB设计流程:请注意这“6个注意事项”

在所有开关电源设计中,PCB板的物理设计都是最后一部分,如果设计方法不当,PCB可能会辐射过多的电磁干扰,导致电源运行不稳定。 以下对各步骤应注意的事项进行分析。

01从原理图到PCB设计流程

创建元件参数-输入原理网表-设置设计参数-手动布局-手动布线-设计验证-查看- CAM输出

02参数设定

相邻导线的间距必须符合电气安全要求,且为便于操作和生产,间距也应尽量加宽。 最小间距至少必须是能够承受的电压,在布线密度低的情况下,可以适当地增大信号线的间距,对于存在高、低水平之差的信号线,需要尽量短且增大间距,一般而言,走线间距为8mil。

焊盘内侧孔的一端到印刷电路板的一端的距离在1mm以上,可以避免加工时焊盘的缺损。 在与焊盘的连接引线较细的情况下,将焊盘与引线之间的连接设计为水滴状,具有焊盘不易脱皮、引线与焊盘不易断裂的优点。

03设备布局

事实证明,即使电路原理图设计正确,如果印刷电路板设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不良影响。

例如,当印刷电路板两条细平行线接近时,产生信号波形的延迟,在传输线路的终端产生反射噪声; 电源、地线考虑不充分引起的干扰会降低产品性能,因此在设计印刷电路板时请注意采用正确的方法。

每个开关电源有四个电流电路。

电源开关交流电路

输出整流交流电路

输入信号源电流电路

输出电流电路输入电路

与用接近直流电的电流对输入电容充电,滤波电容主要起到宽带储能作用一样,输出平滑电容器也用于在去除输出负载电路直流能量的同时,存储来自输出整流器的高频能量。

因此,输入和输出平滑电容器的端子非常重要,输入和输出的电流电路必须分别只从平滑电容器的端子连接到电源上; 输入输出电路和电源开关/整流电路之间的连接无法直接连接到电容器端子时,交流能量会在输入输出处对电容器进行滤波,并辐射到周围。

电源开关交流电路和整流器交流电路包含高幅梯形电流,这些电流谐波分量高,频率远大于开关基频,峰宽可达持续输入输出直流电流幅度的5倍,暂态时间一般约为50ns。

这两个电路最容易产生电磁干扰,所以在电源中的其他印刷布线之前必须布设这些交流电路。 每个电路的三种主要元件滤波器电容、电源开关或整流器、电感或变压器必须彼此相邻放置,并调整元件的位置,以便它们之间的电流路径尽可能短。

建立开关电源布局的最佳方式与其电气设计相似,最佳设计过程如下。

放置变压器

设计电源开关的电流电路

设计输出整流器的电流电路

与交流电源电路连接的控制电路

04配线

开关电源中含有高频信号,PCB上的任何印刷配线都作为天线发挥作用。 印刷布线的长度和宽度影响阻抗和电感,影响频率响应。 即使是通过直流信号的印刷布线,也会从相邻的印刷布线耦合到射频信号,从而引起电路上的问题。 另外,也会放射干扰信号。

因此,所有传导交流电流的印刷线路都必须设计得尽可能短和宽。 这意味着连接到印刷线路和其他电源线的所有部件都必须放在附近。

印刷布线的长度与其电感量和阻抗成正比,宽度与印刷布线的电感量和阻抗成反比。 长度反映了印刷线路响应的波长,长度越长,印刷线路可以发送和接收电磁波的频率越低,可以辐射更多的射频能量。

根据印刷线路板电流大小,尽量借用电源线宽度,减少环路电阻。 同时,通过使电源线、地线的方向与电流的方向一致,有助于提高抗干扰能力。

接地是开关电源四个电流回路的基础支路,作为回路的公共基准点起着重要的作用,是抑制噪声的重要方法。 因此,在布局上需要仔细考虑接地线的配置,混合各种接地线会导致电源的动作不稳定。

05检查

配线设计完成后,需要仔细检查配线设计是否符合设计师制定的规则。 另外,有必要确认是否制定了符合印刷电路板制造工序需要的规则。 一般检查线与线、线与元件焊盘、线与通孔、元件焊盘与通孔、通孔与通孔之间的距离是否合理,是否符合生产要求,电源线与地线的宽度是否合适,PCB上是否有扩展地线的地方。

注:某些错误可以忽略。 例如,某些连接器的轮廓的一部分位于板框之外,检查间距时会出现错误。 另外,修改走线和导通孔后,每次都必须再利用铜。

根据“PCB检查表”,内容包括设计规则、层定义、线宽、间距、焊盘、过孔设置,以及器件布局合理性、电源、接地网络布局、高速时钟网络布线与屏蔽、去耦

06设计输出

输出轻涂文件时的注意事项:

输出的层包括布线层(底层)、丝印层(包括顶部丝印、底部丝印)、阻焊层(钻孔层)和底层),还会生成钻孔文件( NC Drill )

设置丝印层图层时,选择顶部(底部)和丝印层的轮廓、文本和线条,而不选择零件类型

设定各层图层时选择Board Outline,设定丝印层图层时不选择Part Type,而是选择最上层(下层)和丝印层的Outline、Text。

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