Πρακτικές συμβουλές διάταξης PCB Κάθε σχεδιαστής πρέπει να ξέρει

Suspense: Lonely Road / Out of Control / Post Mortem (Ενδέχεται 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Πρακτικές συμβουλές διάταξης PCB Κάθε σχεδιαστής πρέπει να ξέρει


Πρακτικές συμβουλές διάταξης PCB

Οι μηχανικοί τείνουν να δίνουν την μεγαλύτερη προσοχή στα κυκλώματα, τα πιο πρόσφατα συστατικά και να κωδικοποιούν ως σημαντικά μέρη ενός έργου ηλεκτρονικών, αλλά μερικές φορές ένα κρίσιμο συστατικό των ηλεκτρονικών, η διάταξη PCB, παραμελείται. Η κακή διάταξη PCB μπορεί να προκαλέσει προβλήματα λειτουργίας και αξιοπιστίας. Αυτό το άρθρο περιέχει πρακτικές συμβουλές διάταξης PCB που μπορούν να βοηθήσουν τα έργα PCB να λειτουργούν σωστά και αξιόπιστα.

Ταξινόμηση ιχνών

Τα ίχνη χαλκού στην πραγματικότητα έχουν αντίσταση. Αυτό σημαίνει ότι ένα ίχνος έχει πτώση τάσης, απορρόφηση ισχύος και αύξηση της θερμοκρασίας όταν ρέει ρεύμα διαμέσου αυτού. Η αντίσταση ορίζεται από τον ακόλουθο τύπο:

$$ R = \ frac {(αντίσταση * μήκος)} {(πάχος * πλάτος)} $$

Οι σχεδιαστές PCB χρησιμοποιούν συνήθως το μήκος, το πάχος και το πλάτος για τον έλεγχο της αντοχής ενός ίχνους PCB. Η αντίσταση είναι μια φυσική ιδιότητα του μετάλλου που χρησιμοποιείται για να κάνει το ίχνος. Οι σχεδιαστές PCB δεν μπορούν πραγματικά να αλλάξουν τις φυσικές ιδιότητες του χαλκού, οπότε εστιάστε στο μέγεθος του ίχνους, το οποίο μπορείτε να ελέγξετε.

Το πάχος ιχνών PCB μετράται σε ουγγιές χαλκού. Μια ουγγιά χαλκού είναι το πάχος που θα μετρούσαμε αν εξαντλήσουμε ομοιόμορφα 1 ουγκιά χαλκού πάνω από μια επιφάνεια 1 τετραγωνικού ποδιού. Αυτό το πάχος είναι 1, 4 χιλιοστά της ίντσας. Πολλοί σχεδιαστές PCB χρησιμοποιούν χαλκό 1 oz ή 2 oz, αλλά πολλοί κατασκευαστές PCB μπορούν να παρέχουν πάχος 6 oz. Σημειώστε ότι τα ωραία χαρακτηριστικά όπως οι καρφίτσες που είναι κοντά είναι δύσκολο να κατασκευαστούν σε χοντρό χαλκό. Συμβουλευτείτε τον κατασκευαστή PCB σχετικά με τις δυνατότητές του.

Χρησιμοποιήστε μια αριθμομηχανή πλάτους PCB για να καθορίσετε πόσο παχύ και ευρύ τα ίχνη σας θα πρέπει να είναι για την αίτησή σας. Στόχος για αύξηση της θερμοκρασίας κατά 5 ° C. Αν έχετε επιπλέον χώρο στον πίνακα, χρησιμοποιήστε μεγαλύτερα ίχνη, καθώς δεν κοστίζουν τίποτα.

Όταν κάνετε μια πλακέτα πολλαπλών στρώσεων, να θυμάστε ότι τα ίχνη σε εξωτερικά στρώματα έχουν καλύτερη ψύξη από τα ίχνη σε εσωτερικές στρώσεις, επειδή η θερμότητα από τα εσωτερικά στρώματα πρέπει να μετακινηθεί μέσω στρώσεων υλικού χαλκού και PCB προτού διεξαχθεί, ακτινοβολήσει ή συνδεθεί μακριά.

Κάντε μικρούς βρόχους

Οι βρόχοι, ειδικά οι βρόχοι υψηλής συχνότητας, πρέπει να γίνονται όσο το δυνατόν μικρότεροι. Οι μικροί βρόχοι έχουν χαμηλότερη αυτεπαγωγή και αντίσταση. Η τοποθέτηση βρόχων σε ένα επίπεδο γείωσης μειώνει περαιτέρω την αυτεπαγωγή. Έχοντας μικρούς βρόχους μειώνει τις αιχμές τάσης υψηλής συχνότητας που προκαλούνται από το $$ V = L \ frac {di} {dt} $$. Μικροί βρόχοι συμβάλλουν επίσης στη μείωση του αριθμού των σημάτων που είναι επαγωγικά συζευγμένα στον κόμβο από εξωτερικές πηγές ή μεταδίδονται από τον κόμβο. Αυτό θέλετε, εκτός αν σχεδιάζετε μια κεραία. Επίσης, διατηρήστε μικρούς βρόχους για κυκλώματα op-amp για να αποτρέψετε τη συρρίκνωση του θορύβου στο κύκλωμα.

Αποθήκευση πυκνωτή αποσύνδεσης

Τοποθετήστε τους πυκνωτές αποσύνδεσης όσο το δυνατόν πλησιέστερα στους ακροδέκτες τροφοδοσίας και γείωσης ολοκληρωμένων κυκλωμάτων για να μεγιστοποιήσετε την αποδοτικότητα αποσύνδεσης. Η τοποθέτηση πυκνωτών μακρύτερα εισάγει αδέσποτη αυτεπαγωγή. Πολλαπλές βίδες από τον πύργο του πυκνωτή σε ένα επίπεδο γείωσης μειώνουν την επαγωγή.

Συνδέσεις Kelvin

Οι συνδέσεις Kelvin είναι χρήσιμες για μετρήσεις. Οι συνδέσεις Kelvin πραγματοποιούνται στα ακριβή σημεία για να μειωθεί η αντίσταση των αδέσποτων και η επαγωγή. Για παράδειγμα, οι συνδέσεις του Kelvin για μια τρέχουσα αντίσταση ανίχνευσης τοποθετούνται ακριβώς στα τακάκια αντίστασης, όχι σε κάποια αυθαίρετη θέση στα ίχνη. Αν και στα σχήματα, η τοποθέτηση των συνδέσεων στα τακάκια αντιστάσεων ή σε κάποιο αυθαίρετο σημείο μπορεί να φαίνεται ίδια, τα πραγματικά ίχνη έχουν επαγωγή και αντίσταση που θα μπορούσαν να πετάξουν τις μετρήσεις σας εάν δεν χρησιμοποιείτε τις συνδέσεις του Kelvin.

Διατηρήστε ψηφιακά και θορυβώδη ίχνη μακριά από αναλογικά ίχνη

Τα παράλληλα ίχνη ή οι αγωγοί σχηματίζουν έναν πυκνωτή. Η τοποθέτηση ιχνών κοντά μαζί χωρητικά συζευγνύει τα σήματα στα ίχνη, ειδικά αν τα σήματα είναι υψηλής συχνότητας. Διατηρείτε τα ίχνη υψηλής συχνότητας και θορυβώδη μακριά από τα ίχνη που δεν θέλετε θόρυβος.

Το έδαφος δεν είναι έδαφος

Το έδαφος δεν είναι ιδανικός αγωγός. Φροντίστε να οδηγείτε θορυβώδη εδάφη μακριά από σήματα που πρέπει να είναι ήσυχα. Κάνετε ίχνη εδάφους αρκετά μεγάλα για να μεταφέρετε τα ρεύματα που θα ρέουν. Η τοποθέτηση ενός επιπέδου γείωσης απευθείας κάτω από τα ίχνη σημάτων μειώνει την αντίσταση των ίχνων, η οποία είναι ιδανική.

Μέσω μεγέθους και αριθμού

Οι βίοι έχουν επαγωγή και αντίσταση. Εάν δρομολογείτε ένα ίχνος από τη μια πλευρά του PCB στο άλλο και χρειάζεστε χαμηλή επαγωγή ή αντίσταση, χρησιμοποιήστε πολλαπλές vias. Οι μεγάλες βίδες έχουν μικρότερη αντίσταση. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο σε πυκνωτές φίλτρων γείωσης και κόμβους υψηλού ρεύματος. Χρησιμοποιήστε έναν αριθμητικό υπολογιστή μεγέθους όπως αυτός.

Χρησιμοποιώντας το PCB ως Heatsink

Τοποθετήστε επιπλέον χαλκό γύρω από το εξάρτημα επιφανειακής στήριξης για να παράσχετε πρόσθετη επιφάνεια για να απορροφήσετε θερμότητα πιο αποτελεσματικά. Ορισμένα φύλλα δεδομένων εξαρτημάτων (ειδικά οι δίοδοι ισχύος και τα MOSFET ισχύος ή οι ρυθμιστές τάσης) έχουν οδηγίες για τη χρήση επιφάνειας επιφάνειας PCB ως ψήκτρες.

Θερμικές βίδες

Τα Vias μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μετακίνηση θερμότητας από τη μία πλευρά του PCB στην άλλη. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν ένα PCB είναι τοποθετημένο σε μια ψήκτρα σε ένα πλαίσιο που μπορεί να διαχέει περαιτέρω τη θερμότητα. Οι μεγάλες βίδες μεταφέρουν τη θερμότητα πιο αποτελεσματικά από τις μικρές βίδες. Πολλές βίδες μεταφέρουν θερμότητα πιο αποτελεσματικά από τη μία και μειώνουν τη θερμοκρασία λειτουργίας των εξαρτημάτων. Οι χαμηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας συμβάλλουν στην υψηλότερη αξιοπιστία.

Θερμική ανακούφιση

Η θερμική ανακούφιση κάνει τις συνδέσεις μεταξύ ενός ίχνος ή ενός γεμίσματος και μιας καρφίτσας συστατικού μικρές για να κάνουν τη συγκόλληση ευκολότερη. Αυτή η μικρή σύνδεση είναι μικρή για να μειώσει τις επιπτώσεις στην ηλεκτρική αντίσταση. Αν δεν χρησιμοποιείται θερμική ανακούφιση σε καρφίτσες συστατικών, τότε το στοιχείο μπορεί να είναι λίγο πιο δροσερό γιατί υπάρχει καλύτερη θερμική σύνδεση με ίχνη ή γεμίσματα που μπορούν να διαχέουν τη θερμότητα, αλλά θα είναι πιο δύσκολο να κολλήσετε και να αποκολληθείτε.

Απόσταση μεταξύ ιχνών και οπών συναρμολόγησης

Αφήστε χώρο μεταξύ ιχνών χαλκού ή γεμάτων και οπών στερέωσης. αυτό βοηθά στην πρόληψη των κινδύνων σοκ. Η μάσκα συγκόλλησης δεν θεωρείται αξιόπιστος μονωτήρας, οπότε φροντίστε να υπάρχει απόσταση μεταξύ χαλκού και οποιουδήποτε εξοπλισμού τοποθέτησης.

Εξαρτήματα ευαίσθητα στη θερμότητα

Διατηρείτε τα εξαρτήματα που είναι ευαίσθητα στη θερμότητα μακριά από άλλα εξαρτήματα που παράγουν θερμότητα. Παραδείγματα εξαρτημάτων που είναι ευαίσθητα στη θερμότητα περιλαμβάνουν θερμοστοιχεία και ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές. Η τοποθέτηση θερμοστοιχείων κοντά σε πηγές θερμότητας μπορεί να αποβάλει τις μετρήσεις της θερμοκρασίας. Η τοποθέτηση ηλεκτρολυτικών πυκνωτών κοντά σε συστατικά που παράγουν θερμότητα θα μειώσει τη διάρκεια ζωής τους. Τα συστατικά που παράγουν θερμότητα μπορεί να περιλαμβάνουν ανορθωτές γέφυρας, δίοδοι, MOSFETs, επαγωγείς και αντιστάσεις. Η θερμότητα εξαρτάται από το ρεύμα που ρέει μέσα από τα εξαρτήματα.

συμπέρασμα

Αυτό το άρθρο έχει καλύψει μερικές βασικές πρακτικές συμβουλές διάταξης PCB που μπορούν να επηρεάσουν θετικά τη λειτουργικότητα και την αξιοπιστία του σχεδιασμού σας. Έχετε περισσότερες συμβουλές και κόλπα "meta-tags hidden-print">

Μάθε περισσότερα για:

pcb layout ψηφιακή αναλογική ισχύ