在任何开关电源设计中,PCB板的物理设计都是最后一个环节,假如设计方法不当,PCB可能会辐射过多的电磁干扰,造成电源工作不稳定,以下针对各个步骤中所需留意的事项进行分析:
一、从原理图到PCB的设计流程建立元件参数->输进原理网表->设计参数设置->手工布局->手工布线->验证设计->复查->CAM输出。
二、参数设置相邻导线间距必须能满足电气安全要求,而且为了便于操纵和生产,间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压,在布线密度较低时,信号线的间距可适当地加大,对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距,一般情况下将走线间距设为8mil。
焊盘内孔边沿到印制板边的间隔要大于1mm,这样可以避免加工时导致焊盘缺损。当与焊盘连接的走线较细时,要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状,这样的好处是焊盘不轻易起皮,而是走线与焊盘不易断开。
三、元器件布局实践证实,即使电路原理图设计正确,印制电路板设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如,假如印制板两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声;由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰,会使产品的性能下降,因此,在设计印制电路板的时候,应留意采用正确的方法。每一个开关电源都有四个电流回路:
(1). 电源开关交流回路
(2). 输出整流交流回路
(3). 输进信号源电流回路
(4). 输出负载电流回路输进回路通过一个近似直流的电流对输进电容充电,滤波电容主要起到一个宽带储能作用;类似地,输出滤波电容也用来储存来自输出整流器的高频能量,同时消除输出负载回路的直流能量。所以,输进和输出滤波电容的接线端十分重要,输进及输出电流回路应分别只从滤波电容的接线端连接到电源;假如在输进/输出回路和电源开关/整流回路之间的连接无法与电容的接线端直接相连,交流能量将由输进或输出滤波电容并辐射到环境中往。电源开关交流回路和整流器的交流回路包含高幅梯形电流,这些电流中谐波成分很高,其频率远大于开关基频,峰值幅度可高达持续输进/输出直流电流幅度的5倍,过渡时间通常约为50ns。这两个回路最轻易产生电磁干扰,因此必须在电源中其它印制线布线之前先布好这些交流回路,每个回路的三种主要的元件滤波电容、电源开关或整流器、电感或变压器应彼此相邻地进行放置,调整元件位置使它们之间的电流路径尽可能短。建立开关电源布局的最好方法与其电气设计相似,最佳设计流程如下:
放置变压器
设计电源开关电流回路
设计输出整流器电流回路
连接到交流电源电路的控制电路
设计输进电流源回路和输进滤波器设计输出负载回路和输出滤波器根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则:
(1) 首先要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时,印制线条长,阻抗增加,抗噪声能力下降,本钱也增加;过小则散热不好,且邻近线条易受干扰。电路板的最佳外形矩形,长宽比为3:2或4:3,位于电路板边沿的元器件,离电路板边沿一般不小于2mm。
(2) 放置器件时要考虑以后的焊接,不要太密集.
(3) 以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局。元器件应均匀、整洁、紧凑地排列在PCB上,尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接, 往耦电容尽量靠近器件的VCC。
(4) 在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样,不但美观,而且装焊轻易,易于批量生产。
(5) 按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。
(6) 布局的首要原则是保证布线的布通率,移动器件时留意飞线的连接,把有连线关系的器件放在一起。
(7) 尽可能地减小环路面积,以抑制开关电源的辐射干扰。
四、布线开关电源中包含有高频信号,PCB上任何印制线都可以起到天线的作用,印制线的长度和宽度会影响其阻抗和感抗,从而影响频率响应。即使是通过直流信号的印制线也会从邻近的印制线耦合到射频信号并造成电路题目(甚至再次辐射出干扰信号)。因此应将所有通过交流电流的印制线设计得尽可能短而宽,这意味着必须将所有连接到印制线和连接到其他电源线的元器件放置得很近。印制线的长度与其表现出的电感量和阻抗成正比,而宽度则与印制线的电感量和阻抗成反比。长度反映出印制线响应的波长,长度越长,印制线能发送和接收电磁波的频率越低,它就能辐射出更多的射频能量。根据印制线路板电流的大小,尽量加租电源线宽度,减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和电流的方向一致,这样有助于增强抗噪声能力。接地是开关电源四个电流回路的底层支路,作为电路的公共参考点起着很重要的作用,它是控制干扰的重要方法。因此,在布局中应仔细考虑接地线的放置,将各种接地混合会造成电源工作不稳定。在地线设计中应留意以下几点:
1. 正确选择单点接地通常,滤波电容公共端应是其它的接地点耦合到大电流的交流地的唯一连接点,同一级电路的接地点应尽量靠近,并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上,主要是考虑电路各部分回流到地的电流是变化的,因实际流过的线路的阻抗会导致电路各部分地电位的变化而引进干扰。在本开关电源中,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而采用一点接地,即将电源开关电流回路 (中的几个器件的地线都连到接地脚上,输出整流器电流回路的几个器件的地线也同样接到相应的滤波电容的接地脚上,这样电源工作较稳定,不易自激。做不到单点时,在共地处接两二极管或一小电阻,实在接在比较集中的一块铜箔处就可以。
2. 尽量加粗接地线若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使电子设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏,因此要确保每一个大电流的接地端采用尽量短而宽的印制线,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,如有可能,接地线的宽度应大于3mm,也可用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。进行全局布线的时候,还须遵循以下原则:
(1).布线方向:从焊接面看,元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致,布线方向最好与电路图走线方向相一致,因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测,故这样做便于生产中的检查,调试及检验(注:指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的条件下)。
(3) 以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局。元器件应均匀、整洁、紧凑地排列在PCB上,尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接, 往耦电容尽量靠近器件的VCC。
(4) 在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样,不但美观,而且装焊轻易,易于批量生产。
(5) 按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。
(6) 布局的首要原则是保证布线的布通率,移动器件时留意飞线的连接,把有连线关系的器件放在一起。
(7) 尽可能地减小环路面积,以抑制开关电源的辐射干扰。
四、布线开关电源中包含有高频信号,PCB上任何印制线都可以起到天线的作用,印制线的长度和宽度会影响其阻抗和感抗,从而影响频率响应。即使是通过直流信号的印制线也会从邻近的印制线耦合到射频信号并造成电路题目(甚至再次辐射出干扰信号)。因此应将所有通过交流电流的印制线设计得尽可能短而宽,这意味着必须将所有连接到印制线和连接到其他电源线的元器件放置得很近。印制线的长度与其表现出的电感量和阻抗成正比,而宽度则与印制线的电感量和阻抗成反比。长度反映出印制线响应的波长,长度越长,印制线能发送和接收电磁波的频率越低,它就能辐射出更多的射频能量。根据印制线路板电流的大小,尽量加租电源线宽度,减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和电流的方向一致,这样有助于增强抗噪声能力。接地是开关电源四个电流回路的底层支路,作为电路的公共参考点起着很重要的作用,它是控制干扰的重要方法。因此,在布局中应仔细考虑接地线的放置,将各种接地混合会造成电源工作不稳定。在地线设计中应留意以下几点:
1. 正确选择单点接地通常,滤波电容公共端应是其它的接地点耦合到大电流的交流地的唯一连接点,同一级电路的接地点应尽量靠近,并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接地点上,主要是考虑电路各部分回流到地的电流是变化的,因实际流过的线路的阻抗会导致电路各部分地电位的变化而引进干扰。在本开关电源中,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而采用一点接地,即将电源开关电流回路 (中的几个器件的地线都连到接地脚上,输出整流器电流回路的几个器件的地线也同样接到相应的滤波电容的接地脚上,这样电源工作较稳定,不易自激。做不到单点时,在共地处接两二极管或一小电阻,实在接在比较集中的一块铜箔处就可以。
2. 尽量加粗接地线若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使电子设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏,因此要确保每一个大电流的接地端采用尽量短而宽的印制线,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,如有可能,接地线的宽度应大于3mm,也可用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。进行全局布线的时候,还须遵循以下原则:
(1).布线方向:从焊接面看,元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致,布线方向最好与电路图走线方向相一致,因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测,故这样做便于生产中的检查,调试及检验(注:指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的条件下)。
电气施工图纸会审工作要点
1、要审查设计图纸是否符合相关规范或有关技术质量标准,设计是否合理,考虑经济承受能力和投资取得的回报,设计和选用的产品应是开放型的,便于有条件时系统扩展、互联和信息共享。 2、要根据工程的特点和使用功能,明确业主对其项目的定位和需求。应提供意见和建议与业主,及早协调明确要设置哪些系统,以便所设系统与主体工程同步进行,避免主体完工后再上系统,难于施工,造成对建筑主体结构的破坏,加大返工
0评论2024-11-03293
看电气施工图纸时的注意事项
1、动力配电系统是否满足其他相关专业要求,控制原理是否合理。配电系统图线径、预埋管型号、回路编号与平面图上标注是否统一。 2、电缆桥架、插接母线、线槽等的位置、标高是否合理及便于安装,避免与风管、水管等“打架”,电专业图纸安装位置与其他专业安装位置不一等现象,现在设计中出现这种情况,各专业设计师间缺少协调和沟通,各自出图,就会出现如上所说的现象。我们施工前一定要把几个专业的安装
0评论2024-11-03251
哪些项目需填入操作票?哪些操作可不填写操作票?
下列项目须填入操作票内:1)应拉合的开关和刀闸;2)检查开关和刀闸的位置;3)检查接地线是否拆除;4)检查负荷分配和表计指示;5)装拆接地线;6)拉合控制回路、合闸回路的操作保险、合闸保险或刀闸;7)拉合保护回路的直流保险或刀闸,投退或切换保护压板;8)拉合电压互感器回路保险器、刀闸或开关;9)投退重合闸,联锁、同期开关;10)验电、放电。 下列操作可不填写操作票,但应执行操作监
0评论2024-11-03264
PLC编程学习的好处
一、可以提高电脑水平。 学习PLC编程,首先要学会各种PLC、触摸屏软件安装和卸载,打字当然也是必不可少的要求,软件中的菜单的应用相当于把电脑的基础知识好好的学习了一番,一些人用电脑只会用鼠标点击,久而久之,这其实还是电脑盲,而学好PLC编程,键盘鼠标都要配合使用。在电脑硬件方面,电脑配置要求,串口以及外置接口在学习中自然而然学好了。 二、自然而然也学好了英语。 PLC软件里面的指令L
0评论2024-11-03321
怎样学好PLC编程
一、PLC主要是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器,用于控制机械的生产过程。也是公共有限公司、电源线车等的名称缩写。怎样学好PLC专业?步骤/方法:学习PLC首先要选好学习那一个厂家的PLC,日系的PLC内部软件集成度高应用简单。早期的OMRON、三菱应用比较多、现在由于贸易和国际间的合作关系应用西门子PLC、罗克韦尔的多一点,(尽管说学一种品牌学精深了,其他的也会很快上手,但人的精力
0评论2024-11-03311
PLC高手进阶之路
1.面对工作时最好能有自己的思路,有自己的想法。当你自己想出来再参考别人的提示,你就知道自己和别人思路的差异。 2.PLC书本是必须的,电子书会浪费你更多的时间,当然网上学习是必不可少的,可以查阅PDF文档。 3.学习新的开发软件时,一定要看帮助手册。买的书不够全面。刚接触一个软件什么都不懂很正常,手册正是我们的好帮手,实在弄不懂在去问别人,每个人工作的时间都是很宝贵的。 4.不要蜻蜓
0评论2024-11-03266
配电箱及开关箱施工安装要点总结
1.配电箱及开关箱的设置(1)配电系统应设置总配电箱及分配电箱,实行分级配电。(2)开关箱应由末级分配电箱配电。(3)开关箱与控制的固定式用电设备的水平距离不宜超过3M。(4)配电箱、开关箱周围应有足够二人同时工作的空间和通道,不得堆放任何妨碍操作、维修的物品。(5)配电箱、开关箱应装设端正、牢固,移动式配电箱、开关箱应装设在坚固的支架上。固定式配电箱、开关箱下底大于1.3M,小于1.5M。
0评论2024-11-03348
发电机定子转子一点接地现象及处理方法
发电机定子一点接地:现象:1) 警铃响,发电机“定子一点接地”光字牌亮;2) 定子绝缘检查,接地的一相电压为零或降低,其余相为线电压或升高。处理:1) 据表计判明是真接地还是假接地;2) 如定子接地保护投了“跳闸”但保护拒动,应立即手动解列发电机;3) 定子接地保护投信号时,如发信应立即查找接地点,接地光字牌设法予以消除;4) 若为真接地,且外部回路设备无明显接地点,应迅速汇报值长、中调,然
0评论2024-11-03259
电容器检测方法
电容器检测方法主要分为三个大类:可变电容器的检测、电解电容器的检测、固定电容器的检测。 1、可变电容器的检测 A用手轻轻旋动转轴,应感觉十分平滑,不应感觉有时松时紧甚至有卡滞现象。将载轴向前、后、上、下、左、右等各个方向推动时,转轴不应有松动的现象。 B用一只手旋动转轴,另一只手轻摸动片组的外缘,不应感觉有任何松脱现象。转轴与动片之间接触不良的可变电容器,是不能再继续使用的。 C将万
0评论2024-11-03359