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PCB技術

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パワーPCBの設計プロセスとスキル
2020-09-12
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Author:Dag      Share

どの電源設計でも、PCBボードの物理設計はリンクです。設計方法が不適切な場合、PCBは電磁干渉を過剰に放射し、電源が不安定になる可能性があります。以下は、各ステップで注意が必要な事項の分析です。



power pcb

パワーPCB


1回路図からPCBへの設計フロー


コンポーネントパラメータの確立>入力原理ネットリスト>設計パラメータ設定>手動レイアウト>手動配線>設計の検証>再チェック>カム出力。


2パラメータ設定


隣接する導体間の距離は電気的安全要件を満たしている必要があり、操作と製造を容易にするために間隔をできるだけ広くする必要があります。小さな間隔は、少なくとも電圧が耐えるのに適している必要があります。配線密度が低い場合は、信号線の間隔を適切に広げることができます。高レベルと低レベルの差が大きい信号線の場合、間隔をできるだけ短くし、間隔を大きくする必要があります。通常、線の間隔は8ミルに設定する必要があります。


パッドの内側の穴の端とPCBの端の間の距離は、1 mmより大きくする必要があります。これにより、処理中のパッドの欠陥を回避できます。パッドに接続する配線が細い場合は、パッドとワイヤーの接続を水滴として設計する必要があります。これの利点は、パッドが簡単に剥がれないことですが、配線とパッドが簡単に外れることはありません。


3.コンポーネントのレイアウト


回路図の設計が正しく、プリント回路基板が適切に設計されていなくても、電子機器の信頼性に悪影響を与えることが実際に証明されています。


たとえば、プリント基板の2本の細い平行線が近接していると、信号波形の遅延が発生し、伝送線路の端子で反射ノイズが発生します。電源とアース線を慎重に検討することによって引き起こされる干渉は、製品の性能を低下させます。したがって、プリント回路基板の設計では、正しい方法に注意を払う必要があります。


電源スイッチと整流器のAC回路には、高振幅の台形電流が含まれています。これらの電流の高調波成分は非常に高く、その周波数はスイッチの基本周波数よりはるかに高くなっています。ピーク振幅は、連続入力/出力DC電流振幅の5倍にもなる可能性があり、遷移時間は通常約50nsです。


これらの2つの回路は電磁干渉を発生しやすいため、これらのAC回路は電源の他の印刷配線の前に配置する必要があります。各回路のフィルタコンデンサ、電源スイッチまたは整流器、インダクタンスまたはトランスを互いに隣接して配置し、コンポーネント間の電流経路をできるだけ短くするようにコンポーネントの位置を調整する必要があります。


4配線


スイッチング電源には高周波信号が含まれています。PCBに印刷されたワイヤは、アンテナの役割を果たすことができます。印刷されたワイヤの長さと幅は、そのインピーダンスと誘導性リアクタンスに影響を与えるため、周波数応答に影響を与えます。DC信号を介した印刷配線でさえ、隣接する印刷ラインからのRF信号に結合され、回路の問題を引き起こす可能性があります(または干渉信号を再び放射することさえあります)。


したがって、AC電流を通過するすべての印刷配線は、できるだけ短く幅広に設計する必要があります。つまり、印刷配線と他の電力線に接続されているすべてのコンポーネントを近くに配置する必要があります。


印刷されたワイヤの長さはインダクタンスとインピーダンスに正比例し、幅はインダクタンスとインピーダンスに反比例します。長さが長いほど、プリント回路が電磁波を送受信できる周波数が低くなり、より多くのRFエネルギーが放射されます。


プリント基板電流の大きさに応じて、電力線の幅を借りてループ抵抗を減らしてみてください。同時に、電力線とアース線の方向を電流の方向と一致させることで、ノイズ対策能力を高めることができます。


接地は、スイッチング電源の4つの電流回路の最下部の分岐です。回路の共通基準点として重要な役割を果たします。干渉を制御するための重要な方法です。したがって、アース線の配置はレイアウトで慎重に検討する必要があります。さまざまなアース線が混ざると、電源の動作が不安定になります。


5検査


配線設計が完了したら、配線設計が設計者が策定した規則に準拠しているかどうかを注意深く確認すると同時に、確立された規則がPCB製造プロセスの要件を満たしているかどうかを確認する必要があります。一般に、ラインとライン、ラインからコンポーネントパッド、ラインからスルーホール、コンポーネントパッドからスルーホール、スルーホールからスルーホールの間の距離が妥当であり、製造要件を満たしているかどうかを確認する必要があります。


電力線とアース線の幅が適切かどうか、およびアース線を広げることができる場所がPCB内にあるかどうか。注:一部のエラーは無視できます。たとえば、一部のコネクタの輪郭の一部がボードフレームの外側に配置されているため、間隔を確認するときにエラーが発生します。さらに、配線とビアを変更した後、銅コーティングを繰り返す必要があります。


「PCBチェックリスト」によると、内容には、設計ルール、層の定義、線幅、間隔、パッドとビアの設定、デバイスレイアウトの合理性、電源とアース線ネットワークの配線、配線とシールドが含まれます。高速クロックネットワーク、デカップリングコンデンサの配置と接続など。


6設計出力


写真ファイルの出力に関する注意事項:


出力層には、配線層(最下層)、スクリーン印刷層(最上層のスクリーン印刷と最下層のシルクスクリーン印刷を含む)、ソルダーマスク層(最下層の耐溶接性)、穴あけ層(最下層)が含まれます。さらに、ドリルファイル(NCドリル)が生成されます。


スクリーン印刷レイヤーのレイヤーを設定するときは、パーツタイプを選択せず、最上層(最下レイヤー)とシルクスクリーンレイヤーのアウトライン、テキスト、ラインを選択します。


各レイヤーのレイヤーを設定するときは、ボードのアウトラインを選択します。シルクスクリーンレイヤーのレイヤーを設定するときは、パーツタイプを選択せず、最上層(最下レイヤー)とシルクスクリーンレイヤーのアウトラインとテキストを選択します。