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  • 车用音响改装布局3大技巧

    在音响改装方面,功放、扬声器之类的改装非常重要,同时音响器材安装的位置、布局对音响效果也会产生极大的影响。   车门隔音   在汽车内听音乐与在家里欣赏音乐有一个最大的不同,那就是车在快速移动,为了达到很好的效果,这就对音响器材提出了更高的要求,同时车辆高速行驶时,风噪、胎噪及机械噪 声会对音响系统产生干扰。因此就需要对车辆进行改造。一般是选择车门做制震和隔音。车门隔音在许多汽车改装店、汽车音响店里都可以做。   一般采用柔软的发泡海绵来密封门腔,效果最好的是用专业的制震板,但是制震板的成本比发泡海绵要高很多。 扬声器位置有讲究   汽车音响改装时,高、中、低音的扬声器也要各自独立,如果安装在一起只会互相干扰。如一位车主在改装他的奥迪A6音响时,将高音喇叭安装在A柱两侧,中音喇叭安装在前车门的中部靠前的位置,而中低音喇叭安装在前车门的底端。据改装技师介绍,这样有利于中高音间的衔接,形成音场的准确定位。而且这样改装随时可以分拆下来。 音箱巧布局   不少车主改装时选择将音箱藏匿起来,采用内置式,这样可以节省空间,是非常实用的选择。同时还可以选择外形不规则的音箱,这样可以最大限度地利用空间,而且不规则的外形有利于消除音波之间的干扰。

    时间:2020-09-10 关键词: 音响 布局

  • 三星、宁德时代等都在寻求固态电池新突破 谁已悄悄领先?

    三星、宁德时代等都在寻求固态电池新突破 谁已悄悄领先?

    众所周知,聚合物固态电解质将率先实现应用,但存在高成本和低电导率两个致命问题。 新能源汽车渐成趋势,动力电池的进展也吸引着越来越多的关注。日前,包括大众、三星、宝马、宁德时代在内的巨头都在寻求固态电池领域的突破。 相较于传统的锂离子电池,固态电池能提供更好的续航能力和安全性,但目前而言,固态电池迫于技术和成本的双重制约,距离产业化仍然需要很长时间。 光大证券认为,固态电池有望成为下一代高性能锂电池。目前中国大部分的汽车厂商和新能源厂商也在参与固态电池的研发。 固态电池的不同技术路径 2019年12月,工信部发布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿),在“实施电池技术突破行动”中,加快固态动力电池技术研发及产业化被列为“新能源汽车核心技术攻关工程”。这意味着固态电池有望上升至国家战略层面。 固态电池是以固体材料来代替现有锂离子电池中使用的液体成分,固态电解质的厚度仅3~4微米,非常轻薄,不仅减小了体积,也降低了重量。 固态电池的技术发展采用逐步颠覆策略,液态电解质含量逐步下降,全固态电池是最终形态。依据电解质分类,锂电池可分为液态、半固态、准固态和全固态四大类,其中半固态、准固态和全固态三种统称为固态电池。 不过,固态电池的技术路线目前仍有很大分歧。 固体电解质可大致分为三类:无机电解质、固态聚合物电解质、复合电解质。目前业内比较看好的材料包括固态聚合物、硫化物、氧化物、薄膜等。 目前主流的聚合物固态电解质是聚环氧乙烷(PEO)电解质及其衍生材料。相比之下,氧化物固态电解质综合性能好,进展最快。硫化物固态电解质电导率最高,研究难度最大,开发潜力最大,但如何保持高稳定性是一大难题。高能聚合物体系仍处于实验室研究阶段,LiPON薄膜型全固态电池已小批量生产,非薄膜型已尝试打开消费电子市场。 近年来多家中国企业建立氧化物固态电池生产线。 苏州清陶新能源在江苏昆山建成投产的固态锂电池生产线,单体能量密度达400Wh/kg以上,拟于2020年进入动力电池应用领域。 辉能科技与南都电源合作建立的国内首条1GWh规模的固态电池生产线也将于2020年建成,公司今年4月刚完成D轮融资,用于加速固态电池商业化落地和工厂建设,辉能在氧化物固态电池方面取得了一定的成果。 日韩和欧洲企业则投入了大量资金进行硫化物固态电解质的研究。 2020年日本丰田计划推出搭载硫化物固态电池的新能源汽车,计划于2022年实现量产。十几年前丰田已开展固态电池研发工作,不仅获得了固态电解质材料、固态电池的制造技术等方面的专利,还研发了一整套的正极材料和硫化物固态电解质材料回收的技术路线和回收工序。三星和宝马也都在研发硫化物固态电池的技术。中国的宁德时代(300750.SZ)也在这一方向上发力。 全固态电池商业化还要5~10年 今年3月初,三星高等研究院(SAIT)与三星日本研究中心(SRJ)在《自然-能源》介绍了其在固态电池领域的最新进展,称已经开发出一种高性能全固态电池。这种电池的循环寿命超过1000次,可以让电动汽车在单次充电的情况下行驶800公里。 丰田也在联手松下开发固态电池领域技术;宝马于2017年开始牵手Soild Power开发固态电池,福特和三星也于去年投资了Solid Power;大众也表示将在欧洲建厂生产固态电池,有望在2024~2025年间实现量产。 另一家瞄准动力电池市场的是戴森。戴森创始人詹姆斯·戴森表示,向其他车企出售固态电池是一个进入汽车行业的选项。 光大证券称,固态电池领域已经进入“军备竞赛”阶段,各企业期望抢占先机以赢得市场份额。固态电池领域市场参与者众多,车企、电池企业、投资机构、科研机构等在资本、技术、人才三方面进行博弈。随着越来越多的企业加入,固态电池产业化进程不断加速,按照目前的发展情况,2021~2025年固态电池将实现初步应用。 不过全固态电池的商业化还需要很长时间。去年底,宁德时代一位电池开发负责人曾表示,全固态电池实现商品化要到2030年以后。

    时间:2020-07-20 关键词: 固态电池 布局

  • 七大步骤确定PCB布局和布线

    七大步骤确定PCB布局和布线

    首先我们来看什么是PCB(PrintedCircuitBoard),中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为"印刷"电路板。 随着PCB尺寸要求越来越小,器件密度要求越来越高,PCB设计的难度也越来越大。 如何实现PCB高的布通率以及缩短设计时间,在这笔者谈谈对PCB规划、布局和布线的设计技巧。 在开始布线之前应该对设计进行认真的分析以及对工具软件进行认真的设置,这会使设计更加符合要求。 1、确定PCB的层数 电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。布线层的数量以及层叠(STack-up)方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度,实现期望的设计效果。目前多层板之间的成本差别很小,在开始设计时好采用较多的电路层并使敷铜均匀分布。 2、设计规则和限制 要顺利完成布线任务,布线工具需要在正确的规则和限制条件下工作。要对所有特殊要求的信号线进行分类,每个信号类都应该有优先级,优先级越高,规则也越严格。规则涉及印制线宽度、过孔的大数量、平行度、信号线之间的相互影响以及层的限制,这些规则对布线工具的性能有很大影响。 认真考虑设计要求是成功布线的重要一步。 3、组件的布局 在优化装配过程中,可制造性设计(DFM)规则会对组件布局产生限制。如果装配部门允许组件移动,可以对电路适当优化,更便于自动布线。所定义的规则和约束条件会影响布局设计。自动布线工具一次只会考虑一个信号,通过设置布线的约束条件以及设定可布信号线的层,可以使布线工具能像设计师所设想的那样完成布线。 比如,对于电源线的布局:①在PCB布局中应将电源退耦电路设计在各相关电路附近,而不要放置在电源部分,否则既影响旁路效果,又会在电源线和地线流过脉动电流,造成窜扰;②对于电路内部的电源走向,应采取从末级向前级供电,并将该部分的电源滤波电容安排在末级附近;③对于一些主要的电流通道,如在调试和检测过程中要断开或测量电流,在布局时应在印制导线上安排电流缺口。 另外,要注意稳压电源在布局时,尽可能安排在单独的印制板上。当电源与电路合用印制板时,在布局中,应该避免稳压电源与电路元件混合布设或是使电源和电路合用地线。 因为这种布线不仅容易产生干扰,同时在维修时无法将负载断开,到时只能切割部分印制导线,从而损伤印制板。 4、扇出设计 在扇出设计阶段,表面贴装器件的每一个引脚至少应有一个过孔,以便在需要更多的连接时,电路板能够进行内层连接、在线测试和电路再处理。 为了使自动布线工具效率高,一定要尽可能使用大的过孔尺寸和印制线,间隔设置为50mil较为理想。要采用使布线路径数大的过孔类型。经过慎重考虑和预测,电路在线测试的设计可在设计初期进行,在生产过程后期实现。 根据布线路径和电路在线测试来确定过孔扇出类型,电源和接地也会影响到布线和扇出设计。 5、手动布线以及关键信号的处理 手动布线在现在和将来都是印刷电路板设计的一个重要过程,采用手动布线有助于自动布线工具完成布线工作。 通过对挑选出的网络(net)进行手动布线并加以固定,可以形成自动布线时可依据的路径。 首先对关键信号进行布线,手动布线或结合自动布线工具均可。布线完成后,再由有关的工程技术人员对这些信号布线进行检查,检查通过后,将这些线固定,然后开始对其余信号进行自动布线。 由于地线中阻抗的存在,会给电路带来共阻抗干扰。因此,在布线时不可将凡有接地符号的点随意连接,这可能会产生有害的耦合,影响电路的工作。 频率较高时,导线的感抗将比导线本身的电阻大几个数量级。这时导线上即使只流过很小的高频电流,也会产生一定的高频电压降。因此,对高频电路来说,PCB布局尽可能排列紧凑,使印制导线尽可能短。 印制导线之间还有互感和电容,当工作频率较大时,会对其它部分产生干扰,称为寄生耦合干扰。可以采取的抑制方式有:①尽量缩短各级间的信号走线;②按信号的顺序排列各级电路,避免各级信号线相互跨越;③相邻的两面板的导线要垂直或交叉,不能平行;④当板内要平行布设信号导线时,应使这些导线尽可能间隔一定的距离,或用地线、电源线隔开,达到屏蔽的目的。 6、自动布线 对关键信号的布线需要考虑在布线时控制一些电参数,比如减小分布电感等,在了解自动布线工具有哪些输入参数以及输入参数对布线的影响后,自动布线的质量在一定程度上可以得到保证。 在对信号进行自动布线时应该采用通用规则。通过设置限制条件和禁止布线区来限定给定信号所使用的层以及所用到的过孔数量,布线工具就能按照工程师的设计思想来自动布线。在设置好约束条件和应用所创建的规则后,自动布线将会达到与预期相近的结果,在一部分设计完成以后,将其固定下来,以防止受到后边布线过程的影响。 布线次数取决于电路的复杂性和所定义的通用规则的多少。现在的自动布线工具功能非常强大,通常可完成100%的布线。但是,当自动布线工具未完成全部信号布线时,就需对余下的信号进行手动布线。 7、布线的整理 一些约束条件很少的信号,布线的长度很长,这时可以先判断出哪些布线合理,哪些布线不合理,再通过手动编辑来缩短信布线长度和减少过孔数量。 以上就是PCB布局布线的十个步骤,你学会了吗?

    时间:2020-07-17 关键词: PCB 布线 布局

  • PCB设计需要注意的几个地方,你知道吗?

    PCB设计需要注意的几个地方,你知道吗?

    你知道PCB设计需要注意的几个地方吗?PCB时代经过时间的洗礼,已经在迅猛的发展中。如今又迎来PCB时代变革,Altium Designer 20 的到来,解锁更多的新功能。但是在PCB设计的理念中,不可忽视的三大方面还是最基础的设计工作里面所涉及的PCB 规划、布局和布线这三方面。下面我们具体了解下关于这三方面的细节该如何避免出错呢? 随着PCB 尺寸要求越来越小,器件密度要求越来越高,PCB 设计的难度也越来越大。如何实现PCB 高的布通率以及缩短设计时间,在这谈谈对PCB 规划、布局和布线的设计技巧。 在开始布线之前应该对设计进行认真的分析以及对工具软件进行认真的设置,这会使设计更加符合要求。 1、确定PCB 的层数 电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。布线层的数量以及层叠(STack-up)方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度,实现期望的设计效果。目前多层板之间的成本差别很小,在开始设计时最好采用较多的电路层并使敷铜均匀分布。 2、设计规则和限制 要顺利完成布线任务,布线工具需要在正确的规则和限制条件下工作。要对所有特殊要求的信号线进行分类,每个信号类都应该有优先级,优先级越高,规则也越严格。规则涉及印制线宽度、过孔的最大数量、平行度、信号线之间的相互影响以及层的限制, 这些规则对布线工具的性能有很大影响。 认真考虑设计要求是成功布线的重要一步。 3、组件的布局 在最优化装配过程中,可制造性设计(DFM)规则会对组件布局产生限制。如果装配部门允许组件移动,可以对电路适当优化,更便于自动布线。所定义的规则和约束条件会影响布局设计。自动布线工具一次只会考虑一个信号,通过设置布线的约束条件以及设定可布信号线的层,可以使布线工具能像设计师所设想的那样完成布线。 比如,对于电源线的布局: ①在PCB 布局中应将电源退耦电路设计在各相关电路附近, 而不要放置在电源部分,否则既影响旁路效果, 又会在电源线和地线上流过脉动电流,造成窜扰; ②对于电路内部的电源走向,应采取从末级向前级供电,并将该部分的电源滤波电容安排在末级附近; ③对于一些主要的电流通道,如在调试和检测过程中要断开或测量电流,在布局时应在印制导线上安排电流缺口。 另外,要注意稳压电源在布局时,尽可能安排在单独的印制板上。当电源与电路合用印制板时,在布局中,应该避免稳压电源与电路元件混合布设或是使电源和电路合用地线。 因为这种布线不仅容易产生干扰,同时在维修时无法将负载断开,到时只能切割部分印制导线,从而损伤印制板。 4、扇出设计 在扇出设计阶段,表面贴装器件的每一个引脚至少应有一个过孔,以便在需要更多的连接时,电路板能够进行内层连接、在线测试和电路再处理。 为了使自动布线工具效率最高,一定要尽可能使用最大的过孔尺寸和印制线,间隔设置为50mil 较为理想。要采用使布线路径数最大的过孔类型。经过慎重考虑和预测,电路在线测试的设计可在设计初期进行, 在生产过程后期实现。 根据布线路径和电路在线测试来确定过孔扇出类型,电源和接地也会影响到布线和扇出设计。 5、手动布线以及关键信号的处理 手动布线在现在和将来都是印刷电路板设计的一个重要过程, 采用手动布线有助于自动布线工具完成布线工作。 通过对挑选出的网络(net)进行手动布线并加以固定,可以形成自动布线时可依据的路径。 首先对关键信号进行布线,手动布线或结合自动布线工具均可。布线完成后,再由有关的工程技术人员对这些信号布线进行检查,检查通过后,将这些线固定,然后开始对其余信号进行自动布线。由于地线中阻抗的存在,会给电路带来共阻抗干扰。因此,在布线时不可将凡有接地符号的点随意连接,这可能会产生有害的耦合,影响电路的工作。 频率较高时,导线的感抗将比导线本身的电阻大几个数量级。这时导线上即使只流过很小的高频电流,也会产生一定的高频电压降。因此,对高频电路来说,PCB 布局尽可能排列紧凑,使印制导线尽可能短。印制导线之间还有互感和电容, 当工作频率较大时,会对其它部分产生干扰,称为寄生耦合干扰。可以采取的抑制方式有: ①尽量缩短各级间的信号走线; ②按信号的顺序排列各级电路,避免各级信号线相互跨越; ③相邻的两面板的导线要垂直或交叉,不能平行; ④当板内要平行布设信号导线时,应使这些导线尽可能间隔一定的距离,或用地线、电源线隔开,达到屏蔽的目的。 6、自动布线 对关键信号的布线需要考虑在布线时控制一些电参数,比如减小分布电感等,在了解自动布线工具有哪些输入参数以及输入参数对布线的影响后,自动布线的质量在一定程度上可以得到保证。 在对信号进行自动布线时应该采用通用规则。通过设置限制条件和禁止布线区来限定给定信号所使用的层以及所用到的过孔数量,布线工具就能按照工程师的设计思想来自动布线。在设置好约束条件和应用所创建的规则后,自动布线将会达到与预期相近的结果, 在一部分设计完成以后,将其固定下来,以防止受到后边布线过程的影响。 布线次数取决于电路的复杂性和所定义的通用规则的多少。现在的自动布线工具功能非常强大,通常可完成100%的布线。但是,当自动布线工具未完成全部信号布线时,就需对余下的信号进行手动布线。 7、布线的整理 一些约束条件很少的信号,布线的长度很长,这时可以先判断出哪些布线合理,哪些布线不合理,再通过手动编辑来缩短信号布线长度和减少过孔数量。以上就是PCB设计需要注意的几个地方,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-11 关键词: 布线 规划 布局

  • 利用元件布局改善电路板的EMI,你知道吗?

    利用元件布局改善电路板的EMI,你知道吗?

    如何改善电路板的EMI?你知道什么方法?在开关电源PCB设计中,电磁干扰可谓是一个令工程师们头痛的问题!在设计好电路结构和器件位置后,PCB的EMI把控,对于整体设计非常重要。那么如何避免开关电源当中的PCB电磁干扰呢?今天小编将为大家介绍一下如何通过元件布局的把控来对EMI进行控制,想要了解的朋友们千万不要错过哦~ 元器件布局实践证明,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,如果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,应注意采用正确的方法。 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)、输入信号源电流回路; (4)、输出负载电流回路输入回路通过一个近似直流的电流对输入电容充电,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,输入和输出滤波电容的接线端十分重要,输入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;如果在输入/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,交流能量将由输入或输出滤波电容并辐射到环境中去。 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入/输出直流电流幅度的5倍,过渡时间通常约为50ns。这两个回路最容易产生电磁干扰,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 设计输入电流源回路和输入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,成本也增加;过小则散热不好,且邻近线条易受干扰。电路板的最佳形状矩形,长宽比为3:2或4:3,位于电路板边缘的元器件,离电路板边缘一般不小于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、整齐、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,去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,而且装焊容易,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,移动器件时注意飞线的连接,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以上,就是如何通过对元件摆放及布局来对PCB电路板中的电磁干扰进行控制和抑制的一些方法。这些步骤稍有纰漏都有可能造成产品的EMI不合格,因此对其进行充分的了解是非常有必要的。以上就是改善电路板的EMI的一些方法,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-28 关键词: 元件 emi 布局

  • 2020中国企业招聘指数报告发布:校招布局需因地制略

    2020中国企业招聘指数报告发布:校招布局需因地制略

    近日,北森人才管理研究院、中国人民大学劳动人事学院联合发布了《2019-2020年中国企业招聘指数(BRI)报告》(以下简称“报告”),包括招聘指数、资源运营、过程运营、AI赋能、未来人才和北森洞察六个部分,对未来人才需求和获取的战略布局进行深入探讨,同时为后疫情时代时代企业在人才领域如何破局开出药方—;精智招聘。 据了解,今年是北森连续第四年发布中国企业招聘(BRI)指数,它基于北森一体化招聘运营平台2019年完整数据,跨越11大行业、上千家企业,依托企业发布的110万+职位需求,700万+面试信息、8000万+条应聘信息、5亿+条HR行为数据,通过大数据技术进行建模分析,对不同地域、行业、类型企业的招聘状况进行了详实的分析描述。 北森人才管理研究院院长周丹表示,从2019年整体的供需指数中可以看出,企业人才需求比较稳定,人才的流动更加理性谨慎,都市圈的建设正加剧着人才的争夺,企业规模效应也更加凸显,尤其是小微企业,需要更加谨慎地布局人才招聘。 同时,她指出,受内外环境影响,各行业间呈现出更为明显的差异化趋势。企业人才招聘策略与能力更加成熟,整体招聘管理步入精准精细、科技助力、量身定制的运营深水区,因疫情带来的短期人才招聘冲击需理性应对,而中长期的轨迹基本不会改变。 报告称,疫情对人才招聘的短期负面影响确实较为显著,企业和应聘者都需要理性、谨慎应对。从中长期视角来看,招聘业务的发展轨迹基本会延续2019年的趋势特征,疫情很可能只是暂时延缓或掩盖了一些趋势的表象。企业HR仍需高度关注针对过往招聘业务发展趋势的分析和洞察,并从中提取有效信息作为招聘中长期战略布局的指导。 各地区供需指数的发展趋势显示,川渝经济圈整体招聘愈加活跃。华中继续保持与华东持平;而华北供指数由2018年的40.91上升到2019年的97.71,其借助北京疏散非首都功能的大背景向紧密集约型多组团格局转变,依然对人才有持续有力的吸引力。此外,新一线城市杭州供需指数上升到146.90,超过广州成为第四。 同时,2019年不同规模企业招聘供需指数相较于过往两极分化更为明显。其中,2000人以上的中大型企业对人才的需求数持续上升,5000-9999人的中大型规模企业需求相对平稳。超大企业( 10000+)需求指数高达657.25,具有更强的抗风险能力,其经济中流砥柱的地位更加显著。而中小规模企业受到的挑战仍在加剧,招聘需求也愈发理性。 随着疫情下办公和管理模式的创新迭代,各行业的人才招聘全流程开始在线上推进,这将极大地推动招聘方式的变革,企业将逐步基于资源自运营降低招聘成本,基于智能化和数字化方式提高招聘效率,基于人才评估等专业化工具提升人才质量,进而全面释放招聘效能,进入招聘运营新时代。 另外,报告指出,校园招聘是企业未来人才竞争战略的决战起跑线,人才吸引在行业间已形成稳定格局,互联网/房地产行业持续领跑。受经济环境和疫情影响,校园招聘需求端有所所见,供应端的压力持续增加,企业应重视因地制略。

    时间:2020-04-24 关键词: 报告 招聘 中国企业 指数 布局

  • 什么是元器件焊接与PCB布局?

    什么是元器件焊接与PCB布局?

    什么是元器件焊接?它与PCB布局有什么关系?在电子设计中,项目原理图设计完成编译通过之后,就需要进行 PCB 的设计。PCB 设计首先在确定了板形尺寸,叠层设计,整体的分区构想之后,就需要进行设计的第一步:元件布局。 布局是一个至关重要的环节。布局结果的优劣直接影响到布线的效果,从而影响到整个设计功能。因此,合理有效的布局是 PCB 设计成功的第一步。下面来了解一下混乱的 PCB 布局将会对元器件焊接造成这样的影响。 1、PCB 设计存在布局没有定位基准、插座布在中心且与其他元器件紧邻、元器件面无工艺边、元器件坐标难识别、插座周围焊点有失效风险、元器件面无法用 AOI 检测等多种设计缺陷。 2、电感布放在焊接面,二次回流焊时掉件。 3、连接器间距太小,不具备可返修性。 4、元器件间距太小,存在短路风险。 5、厚度较大的两个元器件紧密排在一起,会造成贴片机贴装第二个元器件时碰到前面已贴的元器件,机器会检测到危险,造成机器自动断电。 大型元器件下面放置小型元器件,如在数码管底下有电阻,会给返修造成困难,返修时必须先拆数码管,还有可能造成数码管损坏。以上就是元器件焊接与PCB布局的相关介绍。

    时间:2020-03-28 关键词: 元器件 焊接 布局

  • PCB布线之后的后续

    PCB布线之后的后续

    PCB布局布线结束就算完事了吗?事实可能不是这样的,很多初学者也包括一些有经验的工程师,由于时间紧或者不耐烦亦或者过于自信,往往草草了事,忽略了后期检查。结果出现了一些很基本的BUG,比如线宽不够,元件标号丝印压在过孔上,插座靠得太近,信号出现环路等等。从而导致电气问题或者工艺问题,严重的要重新打板,造成浪费。所以,当一块PCB完成了布局布线之后,很重要的一个步骤就是后期检查。 PCB的检查有很多个细节的要素,本人列举了一些自认为最基本的并且最容易出错的要素,作为后期检查。 一、元件封装 (1)焊盘间距。如果是新的器件,要自己画元件封装,保证间距合适,焊盘间距直接影响到元件的焊接。 (2)过孔大小(如果有)。对于插件式器件,过孔大小应该保留足够的余量,一般保留不小于0.2mm比较合适。 (3)轮廓丝印。器件的轮廓丝印最好比实际大小要大一点,保证器件可以顺利安装。 二、布局 (1)IC不宜靠近板边。 (2)同一模块电路的器件应靠近摆放。比如去耦电容应该靠近IC的电源脚,组成同一个功能电路的器件优先摆放在一个区域,层次分明,保证功能的实现。 (3)根据实际安装安排插座的位置。插座都是引线到其他模块的,根据实际结构,为了安装方便,一般采用就近原则,安排插座的位置,而且一般靠近板边。 (4)注意插座方向。插座都是有方向的,方向反了,线材就要重新定做。对于平插的插座,插口方向应该朝向板外。 (5)Keep Out区域不能有器件。 (6)干扰源要远离敏感电路。高速信号、高速时钟或者大电流开关信号都属于干扰源,应该远离敏感电路,比如复位电路,模拟电路。可以用铺地来隔开它们。 三、布线 (1)线宽大小。线宽要结合工艺、载流量来选择,最小线宽不能小于PCB厂家的最小线宽。同时保证承载电流能力,一般以1mm/A来选取合适线宽。 (2)差分信号线。对于USB、以太网等差分线,注意走线要等长、平行、同平面,间距由阻抗决定。 (3)高速线注意回流路径。高速线容易产生电磁辐射,如果走线路径与回流路径形成面积过大,就会形成一个单匝线圈向外辐射电磁干扰,如图1。所以走线的时候要注意旁边有回流路径,多层板设置有电源层和地平面可以有效解决这个问题。 (4)注意模拟信号线。模拟信号线应该与数字信号隔开,走线尽量避免从干扰源(如时钟、DC-DC电源)旁边走过,而且走线越短越好。 四、EMC和信号完整性 (1)端接电阻。高速线或者频率较高并且走线较长的数字信号线最好在末端串入一个匹配电阻。 (2)输入信号线并接小电容。从接口输入的信号线,最好在靠近接口的地方并接皮法级小电容。电容大小根据信号的强度以及频率决定,不能太大,否则影响信号完整性。对于低速的输入信号,比如按键输入,可以选用330pF的小电容,如图2。 (3)驱动能力。比如驱动电流较大的开关信号可以加三极管驱动;对于扇出数较大的总线可以加缓冲器(如74LS224)驱动。 五、丝印 (1)板名、时间、PN码。 (2)标注。对一些接口(如排阵)的管脚或者关键信号进行标注。 (3)元件标号。元件标号要摆放至合适的位置,密集的元件标号可以分组摆放。注意不要摆放在过孔的位置。 六、其他 (1)Mark点。对于需要机器焊接的PCB,需要加入两到三个的Mark点。以上就是PCB布局布线之后的一些注意事项,希望能给大家一些帮助。

    时间:2020-03-26 关键词: 封装 pcb布线 布局

  • 开关电源的布局与设计原则

    开关电源的布局与设计原则

    现在的电子产品很多用到了开关电源,那么它如何设计呢?开关电源工作在高频率,高脉冲状态,属于模拟电路中的一个比较特殊种类。布板时须遵循高频电路布线原则。在电源的这个圈子摸爬滚打多年,你有何新的技巧呢? 布局: 脉冲电压连线尽可能短,其中输入开关管到变压器连线,输出变压器到整流管连接线。脉冲电流环路尽可能小如输入滤波电容正到变压器到开关管返回电容负。输出部分变压器出端到整流管到输出电感到输出电容返回变压器电路中X电容要尽量接 近开关电源输入端,输入线应避免与其他电路平行,应避开。Y电容应放置在机壳接地端子或FG连接端。共摸电感应与变压器保持一定距离,以避免磁偶合。如不好处理可在共摸电感与变压器间加一屏蔽,以上几项对开关电 源的EMC性能影响较大。 输出电容一般可采用两只一只靠近整流管另一只应靠近输出端子,可影响电源输出纹波指标,两只小容量电容并联效果应优于用一只大容量电容。发热器件要和电解电容保持一定距离,以延长整机寿命,电解电容是开关电源寿命的瓶劲,如变压器、功率管、大功率电阻要和电解保持距离,电解之间也须留出散热空间,条件允许 可将其放置在进风口。 控制部分要注意:高阻抗弱信号电路连线要尽量短如取样反馈环路,在处理时要尽量避免其受干扰、电流取样信号电路,特别是电流控制型电路,处理不好易出现一些想不到的意外,其中有一些技巧,现以3843电路举例见图(1)图一效果要好于图二,图二在满载时用示波器观测电流波形上明显叠加尖刺,由于干扰限流点比设计值偏低,图一则没有这种现象、还有开关管驱动信号电路,开关管驱动电阻要靠近开关管,可提高开关管工作可靠性,这和功率MOSFET高直流阻抗电压驱动特性有关。 下面谈一谈印制板布线的一些原则。 线间距:随着印制线路板制造工艺的不断完善和提高,一般加工厂制造出线间距等于甚至小于0.1mm已经不存在什么问题,完全能够满足大多数应用场合。考虑到开关电源所采用的元器件及生产工艺,一般双面板最小线间距设为0.3mm,单面板最小线间距设为0.5mm,焊盘与焊盘、焊盘与过孔或过孔与过孔,最小 间距设为0.5mm,可避免在焊接操作过程中出现“桥接”现象。,这样大多数制板厂都能够很轻松满足生产要求,并可以把成品率控制得非常高,亦可实现合理的布线密度及有一个较经济的成本。 最小线间距只适合信号控制电路和电压低于63V的低压电路,当线间电压大于该值时一般可按照500V/1mm经验值取线间距。 鉴于有一些相关标准对线间距有较明确的规定,则要严格按照标准执行,如交流入口端至熔断器端连线。某些电源对体积要求很高,如模块电源。一般变压器输入侧线间距为1mm实践证明是可行的。对交流输入,(隔离)直流输出的电源产品,比较严格的规定为安全间距要大于等于6mm,当然这由相关的标准及执行方法 确定。一般安全间距可由反馈光耦两侧距离作为参考,原则大于等于这个距离。也可在光耦下面印制板上开槽,使爬电距离加大以满足绝缘要求。一般开关电源交流输入侧走线或板上元件距非绝缘的外壳、散热器间距要大于5mm,输出侧走线或器件距外壳或散热器间距要大于2mm,或严格按照安全规范执行。 常用方法:上文提到的线路板开槽的方法适用于一些间距不够的场合,顺便提一下,该法也常用来作为保护放电间隙,常见于电视机显象管尾板和电源交流输入处。该法在模块电源中得到了广泛的应用,在灌封的条件下可获得很好的效果。 方法二:垫绝缘纸,可采用青壳纸、聚脂膜、聚四氟乙烯定向膜等绝缘材料。一般通用电源用青壳纸或聚脂膜垫在线路板于金属机壳间,这种材料有机械强度高,有有一定抗潮湿的能力。聚四氟乙烯定向膜由于具有耐高温的特性在模块电源中得到广泛的应用。在元件和周围导体间也可垫绝缘薄膜来提高绝缘抗电性能。 注意:某些器件绝缘被覆套不能用来作为绝缘介质而减小安全间距,如电解电容的外皮,在高温条件下,该外皮有可能受热收缩。大电解防爆槽前端要留出空间,以确保电解电容在非常情况时能无阻碍地泻压. 谈一谈印制板铜皮走线的一些事项: 走线电流密度:现在多数电子线路采用绝缘板缚铜构成。常用线路板铜皮厚度为35μm,走线可按照1A/mm经验值取电流密度值,具体计算可参见教科书。为保证走线机械强度原则线宽应大于或等于0.3mm(其他非电源线路板可能最小线宽会小一些)。铜皮厚度为70μm线路板也常见于开关电源,那么电流密度可更高些。 补充一点,现常用线路板设计工具软件一般都有设计规范项,如线宽、线间距,旱盘过孔尺寸等参数都可以进行设定。在设计线路板时,设计软件可自动按照规范执行,可节省许多时间,减少部分工作量,降低出错率。 一般对可靠性要求比较高的线路或布线线密度大可采用双面板。其特点是成本适中,可靠性高,能满足大多数应用场合。 模块电源行列也有部分产品采用多层板,主要便于集成变压器电感等功率器件,优化接线、功率管散热等。具有工艺美观一致性好,变压器散热好的优点,但其缺点是成本较高,灵活性较差,仅适合于工业化大规模生产。 单面板,市场流通通用开关电源几乎都采用了单面线路板,其具有低成本的优势,在设计,及生产工艺上采取一些措施亦可确保其性能。 谈谈单面印制板设计的一些体会,由于单面板具有成本低廉,易于制造的特点,在开关电源线路中得到广泛应用,由于其只有一面缚铜,器件的电器连接,机械固定都要依靠那层铜皮,在处理时必须小心。 为保证良好的焊接机械结构性能,单面板焊盘应稍微大一些,以确保铜皮和基板的良好缚着力,而不至于受到震动时铜皮剥离、断脱。一般焊环宽度应大于0.3mm。焊盘孔直径应略大于器件引脚直径,但不宜过大,保证管脚与焊盘间由焊锡连接距离最短,盘孔大小以不妨碍正常查件为度,焊盘孔直径一般大于管脚直径0.1-0.2mm。多引脚器件为保证顺利查件,也可更大一些。 电气连线应尽量宽,原则宽度应大于焊盘直径,特殊情况应在连线于与焊盘交汇必须将线加宽(俗称生成泪滴),避免在某些条件线与焊盘断裂。原则最小线宽应大于0.5mm。 单面板上元器件应紧贴线路板。需要架空散热的器件,要在器件与线路板之间的管脚上加套管,可起到支撑器件和增加绝缘的双重作用,要最大限度减少或避免外力冲击对焊盘与管脚连接处造成的影响,增强焊接的牢固性。线路板上重量较大的部件可增加支撑连接点,可加强与线路板间连接强度,如变压器,功率器件散热器。 单面板焊接面引脚在不影响与外壳间距的前题条件下,可留得长一些,其优点是可增 加焊接部位的强度,加大焊接面积、有虚焊现象可即时发现。引脚长剪腿时,焊接部位受力较小。在台湾、日本常采用把器件引脚在焊接面弯成与线路板成45度 角,然后再焊接的工艺,的其道理同上。今天谈一谈双面板设计中的一些事项,在一 些要求比较高,或走线密度比较大的应用环境中采用双面印制板,其性能及各方面指标要比单面板好很多。 双面板焊盘由于孔已作金属化处理强度较高,焊环可比单面板小一些,焊盘孔孔径可 比管脚直径略微大一些,因为在焊接过程中有利于焊锡溶液通过焊孔渗透到顶层焊盘,以增加焊接可靠性。但是有一个弊端,如果孔过大,波峰焊时在射流锡冲击下部分器件可能上浮,产生一些缺陷。 大电流走线的处理,线宽可按照前帖处理,如宽度不够,一般可采用在走线上镀锡增加厚度进行解决,其方法有好多种: 1, 将走线设置成焊盘属性,这样在线路板制造时该走线不会被阻焊剂覆盖,热风整平时会被镀上锡。 2, 在布线处放置焊盘,将该焊盘设置成需要走线的形状,要注意把焊盘孔设置为零。 3, 在阻焊层放置线,此方法最灵活,但不是所有线路板生产商都会明白你的意图,需用文字说明。在阻焊层放置线的部位会不涂阻焊剂。 线路镀锡的几种方法如上,要注意的是,如果很宽的的走线全部镀上锡,在焊接以后,会粘接大量焊锡,并且分布很不均匀,影响美观。一般可采用细长条镀锡宽度在1~1.5mm,长度可根据线路来确定,镀锡部分间隔0.5~1mm双面线路板为布局、走线提供了很大的选择性,可使布线更趋于合理。关于接地,功率地与信号地一定要分开,两个地可在滤波电容处汇合,以避免大脉冲电流通过信号地连线而导致出现不稳定的意外因素,信号控制回路尽量采用一点接地法,有一个技巧,尽量把非接地的走线放置在同一布线层,最后在另外一层铺地线。输出 线一般先经过滤波电容处,再到负载,输入线也必须先通过电容,再到变压器,理论依据是让纹波电流都通过旅滤波电容。 电压反馈取样,为避免大电流通过走线的影响,反馈电压的取样点一定要放在电源输出最末梢,以提高整机负载效应指标。 走线从一个布线层变到另外一个布线层一般用过孔连通,不宜通过器件管脚焊盘实现,因为在插装器件时有可能破坏这种连接关系,还有在每1A电流通过时,至少应有2个过孔,过孔孔径原则要大于0.5mm,一般0.8mm可确保加工可靠性。 器件散热,在一些小功率电源中,线路板走线也可兼散热功能,其特点是走线尽量宽大,以增加散热面积,并不涂阻焊剂,有条件可均匀放置过孔,增强导热性能。 谈谈铝基板在开关电源中的应用和多层印制板在开关电源电路中的应用。 铝基板由其本身构造,具有以下特点:导热性能非常优良、单面缚铜、器件只能放置在缚铜面、不能开电器连线孔所以不能按照单面板那样放置跳线。 铝基板上一般都放置贴片器件,开关管,输出整流管通过基板把热量传导出去,热阻很低,可取得较高可靠性。变压器采用平面贴片结构,也可通过基板散热,其温升比常规要低,同样规格变压器采用铝基板结构可得到较大的输出功率。铝基板跳线可以采用搭桥的方式处理。铝基板电源一般由由两块印制板组成,另外一块板放 置控制电路,两块板之间通过物理连接合成一体。 由于铝基板优良的导热性,在小量手工焊接时比较困难,焊料冷却过快,容易出现问题现有一个简单实用的方法,将一个烫衣服的普通电熨斗(最好有调温功能),翻过来,熨烫面向上,固定好,温度调到150℃左右,把铝基板放在熨斗上面,加温一段时间,然后按照常规方法将元件贴上并焊接,熨斗温度以器件易于焊接为宜,太高有可能时器件损坏,甚至铝基板铜皮剥离,温度太低焊接效果不好,要灵活掌握。 最近几年,随着多层线路板在开关电源电路中应用,使得印制线路变压器成为可能,由于多层板,层间距较小,也可以充分利用变压器窗口截面,可在主线路板上再加一到两片由多层板组成的印制线圈达到利用窗口,降低线路电流密度的目的,由于采用印制线圈,减少了人工干预,变压器一致性好,平面结构,漏感低,偶合 好。开启式磁芯,良好的散热条件。由于其具有诸多的优势,有利于大批量生产,所以得到广泛的应用。但研制开发初期投入较大,不适合小规模生。 开关电源分为,隔离与非隔离两种形式,在这里主要谈一谈隔离式开关电源的拓扑形式,在下文中,非特别说明,均指隔离电源。隔离电源按照结构形式不同,可分为两大类:正激式和反激式。反激式指在变压器原边导通时副边截止,变压器储能。原边截止时,副边导通,能量释放到负载的工作状态,一般常规反激式电源单管 多,双管的不常见。正激式指在变压器原边导通同时副边感应出对应电压输出到负载,能量通过变压器直接传递。按规格又可分为常规正激,包括单管正激,双管正激。半桥、桥式电路都属于正激电路。 正激和反激电路各有其特点,在设计电路的过程中为达到最优性价比,可以灵活运用。一般在小功率场合可选用反激式。稍微大一些可采用单管正激电路,中等功率可采用双管正激电路或半桥电路,低电压时采用推挽电路,与半桥工作状态相同。大功率输出,一般采用桥式电路,低压也可采用推挽电路。 反激式电源因其结构简单,省掉了一个和变压器体积大小差不多的电感,而在中小功率电源中得到广泛的应用。在有些介绍中讲到反激式电源功率只能做到几十瓦,输出功率超过100瓦就没有优势,实现起来有难度。本人认为一般情况下是这样的,但也不能一概而论,PI公司的TOP芯片就可做到300瓦,有文章介绍反激电源可做到上千瓦,但没见过实物。输出功率大小与输出电压高低有关。 反激电源变压器漏感是一个非常关键的参数,由于反激电源需要变压器储存能量,要 使变压器铁芯得到充分利用,一般都要在磁路中开气隙,其目的是改变铁芯磁滞回线的斜率,使变压器能够承受大的脉冲电流冲击,而不至于铁芯进入饱和非线形状态,磁路中气隙处于高磁阻状态,在磁路中产生漏磁远大于完全闭合磁路。 变压器初次极间的偶合,也是确定漏感的关键因素,要尽量使初次极线圈靠近,可采用三明治绕法,但这样会使变压器分布电容增大。选用铁芯尽量用窗口比较长的磁芯,可减小漏感,如用EE、EF、EER、PQ型磁芯效果要比EI型的好。 关于反激电源的占空比,原则上反激电源的最大占空比应该小于0.5,否则环路不容易补偿,有可能不稳定,但有一些例外,如美国PI公司推出的TOP系列芯片是可以工作在占空比大于0.5的条件下。 占空比由变压器原副边匝数比确定,本人对做反激的看法是,先确定反射电压(输出电压通过变压器耦合反映到原边的电压值),在一定电压范围内反射电压提高则工作占空比增大,开关管损耗降低。反射电压降低则工作占空比减小,开关管损耗增大。当然这也是有前提条件,当占空比增大,则意味着输出二极管导通时间缩 短,为保持输出稳定,更多的时候将由输出电容放电电流来保证,输出电容将承受更大的高频纹波电流冲刷,而使其发热加剧,这在许多条件下是不允许的。占空比增大,改变变压器匝数比,会使变压器漏感加大,使其整体性能变,当漏感能量大到一定程度,可充分抵消掉开关管大占空带来的低损耗,时就没有再增大占 空比的意义了,甚至可能会因为漏感反峰值电压过高而击穿开关管。由于漏感大,可能使输出纹波,及其他一些电磁指标变差。当占空比小时,开关管通过电流有效值高,变压器初级电流有效值大,降低变换器效率,但可改善输出电容的工作条件,降低发热。 如何确定变压器反射电压(即占空比) 有网友提到开关电源的反馈环路的参数设置,工作状态分析。由于在上学时高数学的比较差,《自动控制原理》差一点就补考了,对于这一门现在还感觉恐惧,到现在也不能完整写出闭环系统传递函数,对于系统零点、极点的概念感觉很模糊,看波德图也只是大概看出是发散还是收敛,所以对于反馈补偿不敢胡言乱语,但有有 一些建议。如果有一些数学功底,再有一些学习时间可以再把大学的课本《自动控制原理》找出来仔细的消化一下,并结合实际的开关电源电路,按工作状态进行分析。一定会有所收获,论坛有一个帖子《拜师求学反馈环路设计、调式》其中CMG回答得很好,我觉得可以参考。 接着谈关于反激电源的占空比(本人关注反射电压,与占空比一致),占空比还与选择开关管的耐压有关,有一些早期的反激电源使用比较低耐压开关管,如600V或650V作为交流220V输入电源的开关管,也许与当时生产工艺有关,高耐压管子,不易制造,或者低耐压管子有更合理的导通损耗及开关特性,像这种线路反射电压不能太高,否则为使开关管工作在安全范围内,吸收电路损耗的功率也是相当可观的。 实践证明600V管子反射电压不要大于100V,650V管子反射电压不要大于120V,把漏感尖峰电压值钳位在50V时管子还有50V的工作余量。现在 由于MOS管制造工艺水平的提高,一般反激电源都采用700V或750V甚至800-900V的开关管。像这种电路,抗过压的能力强一些开关变压器反射电压也可以做得比较高一些,最大反射电压在150V比较合适,能够获得较好的综 合性能。PI公司的TOP芯片推荐为135V采用瞬变电压抑制二极管钳位。但他的评估板一般反射电压都要低于这个数值在110V左右。这两种类型各有优缺点: 第一类:缺点抗过压能力弱,占空比小,变压器初级脉冲电流大。优点:变压器漏感小,电磁辐射低,纹波指标高,开关管损耗小,转换效率不一定比第二类低。 第二类:缺点开关管损耗大一些,变压器漏感大一些,纹波差一些。优点:抗过压能力强一些,占空比大,变压器损耗低一些,效率高一些。 反激电源反射电压还有一个确定因素 反激电源的反射电压还与一个参数有关,那就是输出电压,输出电压越低则变压器匝数比越大,变压器漏感越大,开关管承受电压越高,有可能击穿开关管、吸收电路消耗功率越大,有可能使吸收回路功率器件永久失效(特别是采用瞬变电压抑制二极管的电路)。在设计低压输出小功率反激电源的优化过程中必须小心处理,其 处理方法有几个: 1、 采用大一个功率等级的磁芯降低漏感,这样可提高低压反激电源的转换效率,降低损耗,减小输出纹波,提高多路输出电源的交差调整率,一般常见于家电用开关电源,如光碟机、DVB机顶盒等。 2、如果条件不允许加大磁芯,只能降低反射电压,减小占空比。降低反射电压可减小漏感但有可能使电源转换效率降低,这两者是一个矛盾,必须要有一个替代过程才能找到一个合适的点,在变压器替代实验过程中,可以检测变压器原边的反峰电压,尽量 降低反峰电压脉冲的宽度,和幅度,可增加变换器的工作安全裕度。一般反射电压在110V时比较合适。 3、增强耦合,降低损耗,采用新的技术,和绕线工艺,变压器为满足安全规范会在原边和副边间采取绝缘措施,如垫绝缘胶带、加绝缘端空胶带。这些将影响变压器漏感性能,现实生产中可采用初级绕组包绕次级的绕法。或者次级用三重绝缘线绕制,取消 初次级间的绝缘物,可以增强耦合,甚至可采用宽铜皮绕制。 文中低压输出指小于或等于5V的输出,像这一类小功率电源,本人的经验是,功率输出大于20W输出可采用正激式,可获得最佳性价比,当然这也不是决对的, 与个人的习惯,应用的环境有关系。 反激电源变压器磁芯在工作在单向磁化状态,所以磁路需要开气隙,类似于脉动直流电感器。部分磁路通过空气缝隙耦合。为什么开气隙的原理本人理解为:由于功率铁氧体也具有近似于矩形的工作特性曲线(磁滞回线),在工作特性曲线上Y轴表示磁感应强度(B),现在的生产工艺一般饱和点在400mT以上,一般此值 在设计中取值应该在200-300mT比较合适、X轴表示磁场强度(H)此值与磁化电流强度成比例关系。磁路开气隙相当于把磁体磁滞回线向X轴向倾斜,在同样的磁感应强度下,可承受更大的磁化电流,则相当于磁心储存更多的能量,此能量在开关管截止时通过变压器次级泻放到负载电路,反激电源磁芯开气隙有两个作用。其一是传递更多能量,其二防止磁芯进入饱和状态。 反激电源的变压器工作在单向磁化状态,不仅要通过磁耦合传递能量,还担负电压变换输入输出隔离的多重作用。所以气隙的处理需要非常小心,气隙太大可使漏感变大,磁滞损耗增加,铁损、铜损增大,影响电源的整机性能。气隙太小有可能使变压器磁芯饱和,导致电源损坏。 所谓反激电源的连续与断续模式是指变压器的工作状态,在满载状态变压器工作于能量完全传递,或不完全传递的工作模式。一般要根据工作环境进行设计,常规反激电源应该工作在连续模式,这样开关管、线路的损耗都比较小,而且可以减轻输入输出电容的工作应力,但是这也有一些例外。 需要在这里特别指出:由于反激电源的特点也比较适合设计成高压电源,而高压电源变压器一般工作在断续模式,本人理解为由于高压电源输出需要采用高耐压的整流二极管。由于制造工艺特点,高反压二极管,反向恢复时间长,速度低,在电流连续状态,二极管是在有正向偏压时恢复,反向恢复时的能量损耗非常大,不利于 变换器性能的提高,轻则降低转换效率,整流管严重发热,重则甚至烧毁整流管。 由于在断续模式下,二极管是在零偏压情况下反向偏置,损耗可以降到一个比较低的水平。所以高压电源工作在断续模式,并且工作频率不能太高。 还有一类反激式电源工作在临界状态,一般这类电源工作在调频模式,或调频调宽双模式,一些低成本的自激电源(RCC)常采用这种形式,为保证输出稳定,变 压器工作频率随着,输出电流或输入电压而改变,接近满载时变压器始终保持在连续与断续之间,这种电源只适合于小功率输出,否则电磁兼容特性的处理会很让人头痛。 反激开关电源变压器应工作在连续模式,那就要求比较大的绕组电感量,当然连续也是有一定程度的,过分追求绝对连续是不现实的,有可能需要很大的磁芯,非常多的线圈匝数,同时伴随着大的漏感和分布电容,可能得不偿失。那么如何确定这个参数呢,通过多次实践,及分析同行的设计,本人认为,在标称电压输入时,输出达到50%~60%变压器从断续,过渡到连续状态比较合适。或者在最高输入电压状态时,满载输出时,变压器能够过渡到连续状态就可以了。以上就是开关电源的布局与设计原则的一些技术知识。

    时间:2020-03-18 关键词: 设计原则 开关电源 布局

  • USB设计和调试的7条布局经验

    USB设计和调试的7条布局经验

     USB是一种快速、双向、同步传输、廉价、方便使用的可热拔插的串行接口。由于数据传输快,接口方便,支持热插拔等优点使USB设备得到广泛应用。目前,市场上以USB2.0为接口的产品居多,但很多硬件新手在USB应用中遇到很多困扰,往往PCB装配完之后USB接口出现各种问题,比如通讯不稳定或是无法通讯,检查原理图和焊接都无问题,或许这个时候就需怀疑PCB设计不合理。绘制满足USB2.0数据传输要求的PCB对产品的性能及可靠性有着极为重要的作用。 USB协议定义由两根差分信号线(D+、D-)传输数字信号,若要USB设备工作稳定差分信号线就必须严格按照差分信号的规则来布局布线。根据笔者多年USB相关产品设计与调试经验,总结以下注意要点: 1.在元件布局时,尽量使差分线路最短,以缩短差分线走线距离(√为合理的方式,×为不合理方式);     2.优先绘制差分线,一对差分线上尽量不要超过两对过孔(过孔会增加线路的寄生电感,从而影响线路的信号完整性),且需对称放置(√为合理的方式,×为不合理方式);     3.对称平行走线,这样能保证两根线紧耦合,避免90°走线,弧形或45°均是较好的走线方式(√为合理的方式,×为不合理方式);     4.差分串接阻容,测试点,上下拉电阻的摆放(√为合理的方式,×为不合理方式);     5.由于管脚分布、过孔、以及走线空间等因素存在使得差分线长易不匹配,而线长一旦不匹配,时序会发生偏移,还会引入共模干扰,降低信号质量。所以,相应的要对差分对不匹配的情况作出补偿,使其线长匹配,长度差通常控制在5mil以内,补偿原则是哪里出现长度差补偿哪里;     6.为了减少串扰,在空间允许的情况下,其他信号网络及地离差分线的间距至少20mil(20mil是经验值),覆地与差分线的距离过近将对差分线的阻抗产生影响;     7.USB的输出电流是500mA,需注意VBUS及GND的线宽,若采用的1Oz的铜箔,线宽大于20mil即可满足载流要求,当然线宽越宽电源的完整性越好。     普通USB设备差分线信号线宽及线间距与整板信号线宽及线间距一致即可。然而当USB设备工作速度是480 Mbits/s,只做到以上几点是不够的,我们还需对差分信号进行阻抗控制,控制差分信号线的阻抗对高速数字信号的完整性是非常重要的。 因为差分阻抗影响差分信号的眼图、信号带宽、信号抖动和信号线上的干扰电压。差分线阻抗一般控制在90(±10%)欧姆(具体值参照芯片手册指导),差分线阻抗与线宽W1、W2、T1成反比,与介电常数Er1成反比,与线间距S1成正比,与参考层的距离H1正比,如下图是差分线的截面图。 下图为四层板的参考叠层,其中中间两层为参考层,参考层通常为GND或Power,并且差分线所对应的参考层必须完整,不能被分割,否则会导致差分线阻抗不连续。若是以图 2叠层设计四层板,通常设计时差分线采用4.5mil的线宽及5.5mil的线间距既可以满足差分阻抗90Ω。 然而4.5mil线宽及5.5mil线间距只是我们理论设计值,最终电路板厂依据要求的阻抗值并结合生产的实际情况和板材会对线宽线间距及到参考层的距离做适当的调整。     以上所描述的布线规则是基于USB2.0设备,在USB布线过程中把握差分线路最短、紧耦合、等长、阻抗一致且注意好USB电源线的载流能力,掌握好以上原则USB设备运行基本没问题。

    时间:2019-07-27 关键词: PCB usb设计 布局

  • 中国加速5G投资布局 2025年将投资1840亿美元

    6月26日,GSMA亚太版报告显示,亚洲运营商计划在2018至2025年间投入3700亿美元构建新的5G网络。2018-2025年期间,运营商预计将在新网络方面投资5740亿美元 (资本支出) ,其中近三分之二 (3700亿美元) 将用于新推出的5G网络。到2025年,仅中国一个国家就预计将为5G投资1840亿美元。 今年早些时候,全球首个全国性的5G网络率先在韩国上线,预计到2025年,24个亚太市场都将推出5G。据预测,未来15年,5G将为该地区的经济贡献近9000亿美元。 在明年推出商业化之前,中国目前正在包括上海在内的所有主要城市和省份开展5G测试工作。据预测,到2025年,中国28%的移动连接将通过5G网络运行,将占到全球所有5G连接数的约三分之一。 在MWC19上海期间,中国移动、中国联通和中国电信三大运营商纷纷发布5G建网和布局的最新进展。   在4G时代,中国移动建成了全球规模最大的4G网络,其拥有的4G基站数量占到全国一半以上。中国移动董事长杨杰表示,将充分利用4G站址资源建设5G,实现快速网络部署。 杨杰宣布,2019年中国移动将在全国范围内建设超过5万个5G基站,在超过50个城市实现5G商用服务;2020年,将进一步扩大网络覆盖范围,在全国所有地级以上城市城区提供5G商用服务。 而作为首个5G试商用城市,上海已建成超3000个5G基站。上海副市长吴清在会上表示,上海已建设5G基站超过3000个,今年底将完成13000个5G基站部署,基本实现5G网络全覆盖。 中国电信董事长柯瑞文在MWC19上海表示,在5G建设初期,中国电信在全国40个城市建设NSA/SA混合组网的网络,提供5G服务。同时,中国电信将把握5G的本质与核心,力争在2020年率先全面启动5G SA的网络。柯瑞文透露,中国电信已经与华为、中兴等主流设备商在5G SA的核心网、基站、终端等环节积极进行测试。 中国联通总经理李国华表示,联通前期为5G商用做了充分的准备工作, 将在40个城市建设5G试验网络,即在7个城市城区连续覆盖,在33个城市实现热点区域覆盖,在n个城市定制5G网中专网,搭建各种行业应用场景。 而就在今年年初,三大运营商还都表示,将根据今年5G规模试验的结果再决定明年是否扩大投资。根据年初规划,2019年中国电信的5G投资为90亿元,中国联通预计在60亿到80亿元之间。中国移动董事长杨杰称,不含5G投资,2019年中国移动的资本开支为1499亿元,“考虑5G的试商用投资,我们也会低于去年1671亿的投资水平。” 中信建投通信行业首席分析师阎贵成此前在一次电话会议中表示,“我们国家网络建设规模足够大,预计到今年年底,中国5G基站数量可能就是全球最多的。从年初来看,我们一直给市场的预期是今年三大运营商5G建设量在10万个站左右,但目前来看很多城市、省级政府对5G规划还是比较积极,有可能三大运营商2019年5G建设量会超过15万个站。”阎贵成指出。 电信分析师付亮去年底预计2019年中国将建设10万个左右的5G基站;到今年3月份时将这一数值提高到15万左右,“按现在进度,很可能年底要突破20万基站。” 不过,拿到5G商用牌照后,运营商仍然将分阶段建设5G基站。付亮指出:“运营商肯定是分阶段建设5G网络,他们不可能有那么多钱一下在全国都铺开。此外,考虑到设备供应、安装维护等,全国各地也并非都具备同时建设5G网络的能力。”付亮指出。 为加快建设5G,完善5G产业链,杨杰也提出了四大倡议。首先,加快5G全球产业发展,加速制定5G R16版本国际标准,推动SA端到端产业成熟,大力发展支持SA/NSA的多模、多频、多形态的全球通用智能终端。 其次,深化5G全球开放合作,着力加强在网络互联互通、技术研发、中台运营等方面的交流合作,打造能力互补、资源共享、融通发展的全球开放合作新生态。 同时,开展5G应用协作创新,持续提升基于速率、带宽、时延、切片、功能等多量纲、多维度、多模式的差异化服务能力,不断催生新产业新业态新模式。 随着5G牌照发布,中国正式进入5G商用元年。三大电信运营商正加速建设5G网络。此外,共建5G安全保障机制,加大网络安全领域研究力度,推动制定统一的网络安全标准和认证规范,打造全球互信的安全评测体系,携手构建网络空间命运共同体。

    时间:2019-06-26 关键词: 中国 5G 布局

  • 2011全球半导体巨头的中国战略布局分析

    北京召开的瑞萨电子中国论坛上,“扎根中国 服务中国”成为了其中国区总经理CEO郑力演讲的题目。此次瑞萨的中国战略不仅仅是在中国市场销售MCU、SOC等产品,而是从IC设计到制造业务在中国的全方位重组,立志3年内专为中国客户设计与制造千款MCU新品。 2010年4月瑞萨与NEC的合并是全球半导体业界的一件大事,而今跻身全球三甲的瑞萨也早已在中国布局了不少棋子。中国最早与海外合作的半导体公司首钢NEC,及“909”工程的代表华虹NEC,都显示着这家日本公司的战略眼光。假如瑞萨北京与苏州的封测厂产能相加,31.5亿元的销售额将在2009年的中国封测公司排行榜上名列第4。 回顾2010年的中国信息产业,似乎成为PV后的又一拨席卷全国的热浪,而中国本土半导体产业的投资似乎已日趋平静。与之相反,包括瑞萨在内的世界前10大半导体公司几乎都在中国积极布局。据台湾拓 统计,2009年中国手机、计算机及电视机的产量占全球的比重分别为49.9%、60.9%和48.3%。全球第一IC消费市场的重要地位让中国成为了半导体玩家的必争之地。 大连厂10月26日正式投产也是2010年中国半导体产业的一件大事。封测厂落户成都7年,英特尔三次向成都厂追加投资,使其在成都的总投资达6亿美元。据英特尔成都公司总经理卞成刚介绍,英特尔成都工厂承担了英特尔全球超过50%的芯片封装任务,产能全球排名第一。 也是在2010年10月,AMD中国与北京市政府签署战略合作备忘录,将在北京设立公司的第二全球中心。11月8日,AMD又宣布苏州工厂扩建,产能提升一倍,并将把AMD苏州工厂打造成集组装、测试、打标和封装职能于一身的工厂。 不仅两大CPU公司在中国市场上演绎着市场争夺战,存储器巨头们也在充分利用中国市场、土地、税收与成本优势。在武汉与中芯展开的新芯争夺战是今年媒体最为关注的焦点之一,虽然没有成功入主新芯,但其西安的后道封装厂已成功量产。的苏州封测厂2009年的销售额超过20亿美元,并有消息称其计划以合资方式在中国大陆设 厂。无锡厂目前月产能已达16万片12寸晶圆,产能占的一半,占全球产能11%左右。表示无锡厂的总投资将于2010年底攀升至55亿美元。此外同样位于无锡的Hynix合资企业海太半导体已开始进行封测业务,每月产能达1亿片1G 。 以TI为代表的逻辑器件公司也不甘落后。借壳成芯,在成都建立首个中国全资工厂是2010年10月TI的一个大手笔,成为媒体热议“抄底”中国半导体的成功范例。有消息称,意法半导体在深圳的封测厂正在积极扩产,计划到2012年产能翻番,在无锡与海力士的合资工厂也是这家欧洲巨头富有远见的一步棋。 布局一词来自围棋,通常围棋开始的前50步左右称为布局阶段。布局是贯彻棋手战略思想的关键,也是在旗鼓相当的选手间决定全局成败的关键。聂卫平称霸中日围棋擂台赛的几年,号称前50步布局天下第一,从而被冠以“中国棋圣”的美誉。 产业布局是领导者的艺术,在我们由衷钦佩跨国公司富有远见地积极布局中国市场,当中国广大的土地从东北到广东,从上海到成都遍布跨国公司半导体工厂时,中国业者是否也需要思考在这张棋盘上我们的位置?芯片制造是高投入、高风险、回报周期长的行业,面对崇尚“快速致富”的社会大环境,中国半导体业者要做到独善其身并非易事。但具有国家战略意义的半导体产业假如在布局阶段就远远落后竞争对手,要在中盘与收关之时赶超必将难上加难。

    时间:2019-03-15 关键词: 半导体 嵌入式开发 中国 巨头 布局

  • 开关电源总体技术指标和性能

    1、输入电压:110VAC/DC或220VAC/DC或380VAC三相±20%;或85~264VAC全范围2、输入频率:47~63Hz3、输出稳定度:0.5%典型值4、负载稳定度:1%典型值(对于主输出电路)5、输出电压微调范:±10%~±15%(对于主输出电路)6、纹波及噪声:1%,峰峰值(100mVp-p典型值)7、过电压保护:115%~135%(对于主输出电路)8、耐压:初级/次极间 初级/外壳间 次极/外壳间1500VAC1500VAC500VAC9、保持时间:满负荷时典型值为20ms10、工作环境温度:-10~+55℃或-20~+65℃10、过载保护:所有输出端在有短路,过载时均保护二、小功率开关电源系列规格表(单路输出)输出功率15W30W50W70W100W120W150W200W输入电压110VAC/DC、220VAC/DC 50Hz输出电压5V、9V、12V、13.8V、15V、18V、24V、28V、48V、60V /DC特  长输入电压范围宽、体积小、可靠性高、电磁兼容性好、效率高、保护功能完善三、大功率开关电源系列规格表(单路输出)输出功率250W400W500W750W1000W1200W1500W2000W2400W3000W6000W输入电压110VAC/DC、220VAC/DC、380VAC三相 47~63Hz输出电压5V、9V、12V、13.8V、15V、18V、24V、28V、30V、48V、60V、80V、110V、150V、220V/DC特  长稳压精度高、效率高、电磁兼容性好、保护功能全、使用寿命长四、多路输出开关电源系列规格表输出功率型 号V1V2V3V430WLKD-30-125+5V2A+12V0.5A+24V0.5ALKD-30-15+5V2.2A+24V1ALKD-30-121+5V3A+12V1A-5V0.5ALKD-30-122+5V3A+12V1.2A-12V0.5ALKD-30-133+5V3A+15V0.5A-15V0.5ALKD-30-12+5V4A+12V1A50WLKD-50-12F+5V3A+13V2.5ALKD-50-15F+5V3A+26V1.5ALKD-50-133+5V4A+15V1A-15V1ALKD-50-122A+5V5A+12V1A-12V1ALKD-50-122B+5V8A+12V0.5A-12V0.5ALKD-50-1325+5V4A+15V0.5A-12V0.5A+24V0.5ALKD-50-1335A+5V4A+15V0.5A-15V0.5A+24V0.5ALKD-50-1225+5V6A+12V1A-12V1A+24V0.5ALKD-50-12+5V6A+12V2ALKD-50-15+5V6A+24V1ALKD-50-1335B+5V6A+15V1A-15V1A+24V0.5A100WLKD-100-T+5V12A-5V8ALKD-100-11A+5V3A+7.5V11.ALKD-100-12+5V3A+12V7.2ALKD--100-15+5V3A+24V3.5ALKD-100-125+5V6A+12V2A+24V2ALKD-100-133+5V10A+15V2.5A-15V1ALKD-100-1221+5V10A+12V2A-12V2A+5V1.5ALKD-100-1331+5V10A+15V2A-15V2A+5V1.5ALKD-100-1225+5V10A+12V2A-12V2A+24V1ALKD-100-1335+5V10A+15V2A-15V2A+24V1A

    时间:2019-01-11 关键词: 开关电源 电源技术解析 关键 布局

  • 高清音视频体验+Android,瑞芯手机布局全面展开

    电信运营商你争我夺、手持设备制造厂商激战正酣、各种标准暗中较劲……这背后体现的趋势绝对值的关注:语音业务早就不是整个移动通信行业所关注的焦点,移动互联网等增值服务才是人人争食的大蛋糕。随着未来的世界越来越移动化,无需,只需拥有一款智能手机,就能获得接近电脑的用户体验,而且使用更方便。 对手机芯片方案厂商来说,这是个不容错过的机会。因为3G时代未来的增长点——智能手机,它的市场必将是更加细分和定制化的。绝好地满足某一群体用户的需求,并以此为出发点的方案才更有长久的生命力。 瑞芯微电子对未来的把握有独到之处。在mp3/mp4音视频芯片领域,瑞芯微曾交出了非常亮眼的成绩单,沿袭原来的优势,瑞芯微将手机的影音体验提升到更高水平。其中的主打芯片RK2718支持854X480的分辨率,支持的视频格式包括RM、RMVB、AVI、FLV、VOB、DAT、MPG、、WMV、ASF、3GP等等。RK2718的重点还在于对CMMB,T-DMB,ISDB,DVB-T等移动电视标准的支持。瑞芯微电子市场总监陈锋拿着采用2718的OPPO音乐手机介绍道,“除了对音视频的全面支持外,我们也非常看好手机电视应用。去年借助奥运会的契机,移动电视得到了一定的普及,而明年的世界杯也是一次难得的机遇。”目前,采用2718芯片的机型已经进入全方位测试,将为巴西ISDB-T网络提供高性价比的接收终端。

    时间:2018-10-23 关键词: 手机 音视频 Android 高清 布局

  • PCB布局的准则操作技巧

    摘要: PCB布局的准则操作技巧& 滤波电容、去耦电容、旁路电容作用& 在一个大的电容上还并联一个小电容的原因。PCB布局的准则操作技巧& 滤波电容、去耦电容、旁路电容作用& 在一个大的电容上还并联一个小电容的原因。总结几个常用的操作技巧:尽量将去耦电容和滤波电容等放置在对应元件的周围。去耦电容和滤波电容的布置是改善电路板的电源质量,提高抗干扰能力的一项重要举措。实际上,印制电路板的走线、引脚连线和接线等都有可能带来较大的电感效应,电感的存在会在电源线上引起纹波和毛刺,而在电源和地之间放置一个0.1uF的去耦电容可以有效滤除高频纹波,如果电路板上使用的是贴片电容,可以使贴片电容紧靠着元件的电源引脚。对于一些电源转换芯片,或者是电源输入端,最好还布置一个10uF或者更大的电容,以进一步改善电源的质量。制作元件库时一定把第一脚标上记号。元件尺寸拿不准就1:1打印出来,拿实件直接比对。导入用原理图生成的网络表,在PCB上显示的飞线可极大地帮助布局和走线。元件布局时不要用X,Y键来翻转元件,否则无法焊接。两层板走线的一种方法是:一面只走横线,一面只走纵线。焊盘附近不要有不相关的过孔。设计规则中主要设定线宽Width和间距Clearance。快捷键:E-S-C(Ctrl+H) 高亮一条物理连接P-T交互式布线*在层之间切换,在布线时可自动添加一个过孔Tab打开鼠标上粘着的元件、过孔或者线的属性M-D拖动一条线或者过孔,同时其两个端点也同时移动M-M仅拖动一条线或者过孔M-E拖动一个端点Space对元件可以90度旋转,对走线可45度旋转。Ctrl+M测量尺寸End刷新屏幕PageUp/Down放大,缩小Ctrl+鼠标滚轮 较精细地放大,缩小,缩到一定程度,在屏幕上即可看到1:1的大小,可拿实际元件直接比对。再补充:沧州寰宇电路板加工工艺:线6mil,间距6mil,过孔内径12mil,外径22mil滤波电容、去耦电容、旁路电容作用滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方,用来消除自激,使放大器稳定工作。旁路电容用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流信号顺利通过。1.关于去耦电容蓄能作用的理解1)去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰,干扰的进入方式是通过电磁辐射。而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的。你可以把总电源看作密云水库,我们大楼内的家家户户都需要供水,这时候,水不是直接来自于水库,那样距离太远了,等水过来,我们已经渴的不行了。实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer的作用。如果微观来看,高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而器件VCC到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL R,线路的电感影响也会非常大,会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给。而去耦电容可以弥补此不足。这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一(在vcc引脚上通常并联一个去藕电容,这样交流分量就从这个电容接地。)2)有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地2.旁路电容和去耦电容的区别去耦:去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的RF能量。去耦电容还可以为器件 供局部化的DC电压源,它在减少跨板浪涌电流方面特别有用。旁路:从元件或电缆中转移出不想要的共模RF能量。这主要是通过产生AC旁路消除无意的能量进入敏感的部分,另外还可以提供基带滤波功能(带宽受限)。我们经常可以看到,在电源和地之间连接着去耦电容,它有三个方面的作用:一是作为本集成电路的蓄能电容;二是滤除该器件产生的高频噪声,切断其通过供电回路进行传播的通路;三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。在电子电路中,去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用,电容所处的位置不同,称呼就不一样了。对于同一个电路来说,旁路(bypass)电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象,把前级携带的高频杂波滤除,而去耦(decoupling)电容也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。在一个大的电容上还并联一个小电容的原因大电容由于容量大,所以体积一般也比较大,且通常使用多层卷绕的方式制作,这就导致了大电容的分布电感比较大(也叫等效串联电感,英文简称ESL)。大家知道,电感对高频信号的阻抗是很大的,所以,大电容的高频性能不好。而一些小容量电容则刚刚相反,由于容量小,因此体积可以做得很小(缩短了引线,就减小了ESL,因为一段导线也可以看成是一个电感的),而且常使用平板电容的结构,这样小容量电容就有很小ESL这样它就具有了很好的高频性能,但由于容量小的缘故,对低频信号的阻抗大。所以,如果我们为了让低频、高频信号都可以很好的通过,就采用一个大电容再并上一个小电容的方式。常使用的小电容为 0.1uF的瓷片电容,当频率更高时,还可并联更小的电容,例如几pF,几百pF的。而在数字电路中,一般要给每个芯片的电源引脚上并联一个0.1uF的电容到地(这个电容叫做退耦电容,当然也可以理解为电源滤波电容,越靠近芯片越好),因为在这些地方的信号主要是高频信号,使用较小的电容滤波就可以了。来源:1次

    时间:2018-10-19 关键词: 准则 操作技巧 布局

  • 基于16位8通道DAS AD7606的可扩展多通道同步采样数据采集系统(DAS)的布局考虑

      在电力线路测量和保护系统中,需要对多相输配电网络的大量电流和电压通道进行同步采样。这些应用中,通道数量从6个到64个以上不等。AD76068通道数据采集系统(DAS)集成16位双极性同步采样SAR ADC和片内过压保护功能,可大大简化信号调理电路,并减少器件数量、电路板面积和测量保护板的成本。高集成度使得每个AD7606只需9个低值陶瓷去耦电容就能工作。  在测量和保护系统中,为了保持多相电力线网络的电流和电压通道之间的相位信息,必须具备同步采样能力。AD7606具有宽动态范围,是捕获欠压/欠流和过压/过流状况的理想器件。输入电压范围可以通过引脚编程设置为±5 V或±10 V。  此电路笔记详细介绍针对采用多个AD7606器件应用而推荐的印刷电路板(PCB)布局。该布局在通道间匹配和器件间匹配方面进行了优化,有助于简化高通道数系统的校准程序。当通道间匹配非常重要时,此电路可以使用2.5 V内部基准电压源AD7606;而对于要求出色绝对精度的高通道数应用,此电路可以使用外部精密基准电压源ADR421,它具有高精度(B级:最大值±1 mV)、低漂移(B级:最大值3 ppm/°C)、低噪声(典型值1.75 μV p-p,0.1 Hz至10 Hz)等特性。低噪声及出色的稳定性和精度特性使得ADR421非常适合高精度转换应用。这两个器件相结合,能够实现业界前所未有的集成度、通道密度和精度。  电路描述  AD7606是一款集成式8通道数据采集系统,片内集成输入放大器、过压保护电路、二阶模拟抗混叠滤波器、模拟多路复用器、16位200 kSPS SAR ADC和一个数字滤波器。图1所示电路包括两个AD7606器件,可以配置为使用2.5 V内部基准电压源或2.5 V外部基准电压源ADR421。如果REF SELECT引脚接逻辑高电平,则选择内部基准电压源。如果REF SELECT引脚接逻辑低电平,则选择外部基准电压源。  电源要求如下:AVCC = 5 V, VDRIVE = 2.3 V至5 V(取决于外部逻辑接口要求)。  本电路笔记描述一个评估板的布局和性能,其中内置两个AD7606,构成一个16通道数据采集系统。欲浏览完整的16通道DAS PC板文档,请访问:www.analog.com/CN0148_PCB_Documentation  为实现良好的通道间匹配和器件间匹配,模拟输入通道和器件去耦的对称布局非常重要。所示数据支持利用图1所示16通道ADC实现的匹配性能。图1. 采用两个AD7606 8通道DAS的16通道、16位数据采集系统(原理示意图,未显示所有连接。对于通道间和器件间匹配测试,器件之间的具体连接参见正文)  16通道DAS的双路AD7606板布局  在内置多个AD7606器件的系统中,为确保器件之间的性能匹配良好,这些器件必须采用对称布局。图2显示采用两个AD7606器件的布局。图2. 采用两个AD7606的16通道DAS的PCB布局  AVCC电压平面沿两个器件的右侧布设,VDRIVE 电源走线沿两个AD7606器件的左侧布设。基准电压芯片ADR421位于两个AD7606器件之间,基准电压走线向上布设到U2的引脚42,向下布设到 U1的引脚42。使用实心接地层。这些对称布局原则适用于含有两个以上AD7606器件的系统。AD7606器件可以沿南北方向放置,基准电压位于器件的中间,基准电压走线则沿南北方向布设,类似于图2。  良好的去耦也很重要,以便降低AD7606的电源阻抗,及其电源尖峰幅度。去耦电容应靠近(理想情况是紧靠)这些引脚及其对应接地引脚放置。  REFIN/REFOUT引脚和REFCAPA、REFCAPB引脚的去耦电容是攸关性能的重要电容,应尽可能靠近相应的AD7606引脚。可能的话,应将这些电容放在电路板上与AD7606器件相同的一侧。图3显示AD7606电路板顶层的建议去耦配置。所示的四个陶瓷电容是 REFIN/REFOUT引脚、REGCAP引脚、REFCAPA引脚和REFCAPB引脚的去耦电容。这些电容沿南北方向放置,以便尽可能靠近相应的引脚。图3. 顶层去耦,显示了两个REFCAPA引脚、REFIN/REFOUT引脚和REFCAPA/B引脚的去耦电容  图4显示底层去耦配置,它用于四个AVCC引脚和VDRIVE引脚的去耦。使用多个过孔将引脚与其相应的去耦电容相连。AD7606器件周围去耦电容的对称布局有利于器件间的性能匹配。多个过孔用来将电容焊盘和引脚焊盘接地及接到电压平面和基准电压走线。  基于16位8通道DAS AD7606的可扩展多通道同步采样数据采集系统(DAS)的布局考虑 (CN0148)图4. 底层去耦,显示了四个AVCC引脚和VDRIVE引脚的去耦电容  16通道系统的通道间匹配  在高通道数系统中,良好的通道间和器件间性能匹配可以大大简化校准程序。AD7606器件、模拟输入通道和去耦电容的对称布局有助于多个器件之间的性能匹配。使用公共系统基准电压将能进一步增强系统的匹配性能。图5显示所有输入接地时,用于测量板上16个通道之间性能匹配的电路配置。还有最多7个码的分布直方图,各通道直方图的中心为码0,如图6所示。  基于16位8通道DAS AD7606的可扩展多通道同步采样数据采集系统(DAS)的布局考虑 (CN0148)图5. 用于测试16通道系统通道间匹配的电路示意图,该系统采用两个AD7606和外部基准电压源ADR421,所有输入接地图6. 图5所示电路的直方图,显示了使用外部基准电压源ADR421的16通道系统的通道间匹配性能  AD7606内部基准电压源用作系统基准电压源  AD7606内置一个2.5 V基准电压源,经过内部放大,它可以为AD7606 ADC提供约4.5 V的缓冲基准电压。在通道间和器件间匹配性能至关重要的高通道数应用中,可以用一个AD7606的内部基准电压源为另一个AD7606器件提供基准电压。在此配置中,U1配置为在内部基准电压下工作,如图7所示。图7. 用于测试一个AD7606通道间匹配的电路示意图,使用U1内部基准电压源  AD7606 U2器件可配置为在外部基准电压源模式下工作。U1 REFIN/RFOUT引脚提供的2.5 V基准电压路由至U2的REFIN/REFOUT引脚。一个10 μF去耦电容位于AD7606器件的REFIN/REFOUT引脚。在AD7606 U1和U2上,REFCAPA和REFCAPB引脚短接在一起,并通过一个10 μF陶瓷电容去耦至GND。  两个AD7606器件均以200 kSPS的采样速率工作,一个7.5 V直流信号施加于U1的V1和V2,如图7所示。码的直方图如图8所示。在同一器件的通道之间,平均输出码相差1.2个码。板上的所有16个通道以200 kSPS速率进行转换。图8. 图7所示电路的直方图  7.5 V信号施加于U1的V1和U2的V1,板上的所有16个通道以200 kSPS速率工作,如图9的配置电路示意图所示。码的直方图如图10所示。在不同器件的V1通道之间,平均输出码相差1.4个码。图9. 用于测试两个AD7606之间器件间匹配的电路示意图,U1内部基准电压源用作系统基准电压源图10. 图9所示电路的直方图  将一个AD7606的内部基准电压源用作系统基准电压源时,以上直方图显示,一个AD7606器件的通道之间以及多个器件的通道之间都具有非常好的匹配性能。  绝对精度  除了通道间匹配和器件间匹配外,如果ADC转换结果的绝对精度也非常重要,则应使用外部小容差、低漂移基准电压源作为系统基准电压源。在该电路中,ADR421 2.5 V基准电压源用作系统基准电压源。  施加于AD7606器件的基准电压会影响ADC输出码:  实际理想码的值会因温度而不同,具体取决于系统基准电压源的温度系数特性。在绝对精度非常重要的应用中,或者在希望避免通过复杂的温度校准程序实现绝对精度和通道匹配的应用中,应当使用ADR421等小容差、低漂移2.5 V基准电压源作为AD7606器件的系统基准电压源。  7.5 V直流电压施加于U1的输入(V1和V2),如图11的电路所示,并使用外部基准电压源。U1的两个通道的码直方图如图12所示。两个通道的码直方图平均值相差0.9 LSB。图11. 用于测试一个AD7607通道间匹配的电路示意图,使用外部基准电压源图12. 图11所示电路的直方图  在用于测试器件间匹配的图13所示电路中,7.5 V直流信号施加于U1和U2 AD7606器件的V1通道,并使用外部基准电压源。两个AD7606器件的两个V1通道的码直方图如图14所示。板上的所有16个通道以200 kSPS吞吐速率工作。U1和U2的V1通道之间的码直方图平均值相差0.6 LSB。  图13. 用于测试两个AD7606器件间匹配的电路示意图,使用外部基准电压源  图14. 图13所示电路的直方图  以上直方图显示,采用ADR421外部系统基准电压源时,一个AD7606器件的直方图平均值间匹配和多个AD7606器件的直方图平均值间匹配均小于1 LSB。  结论  本布局能够确保通过一个AD7606实现通道间良好匹配性能,并且同一PC板上的多个AD7606之间也具有良好的器件间匹配性能。AD7606器件的对称布局,特别是去耦电容将有助于实现良好的通道间匹配和器件间匹配。在高通道数系统中,良好的通道间和器件间性能匹配意味着校准程序得以简化。

    时间:2018-10-19 关键词: 数据 通道 采集系统 布局

  • 电源模块中低电磁干扰的PCB布局设计方案

    电源设计中即使是普通的直流到直流开关转换器的设计都会出现一系列问题,尤其在高功率电源设计中更是如此。除功能性考虑以外,工程师必须保证设计的鲁棒性,以符合成本目标要求以及热性能和空间限制,当然同时还要保证设计的进度。另外,出于产品规范和系统性能的考虑,电源产生的电磁干扰(EMI)必须足够低。不过,电源的电磁干扰水平却是设计中最难精确预计的项目。有些人甚至认为这简直是不可能的,设计人员能做的最多就是在设计中进行充分考虑,尤其在布局时。 尽管本文所讨论的原理适用于广泛的电源设计,但我们在此只关注直流到直流的转换器,因为它的应用相当广泛,几乎每一位硬件工程师都会接触到与它相关的工作,说不定什么时候就必须设计一个电源转换器。本文中我们将考虑与低电磁干扰设计相关的两种常见的折中方案;热性能、电磁干扰以及与PCB布局和电磁干扰相关的方案尺寸等。文中我们将使用一个简单的降压转换器做例子,如图1所示。 图1.普通的降压转换器 在频域内测量辐射和传导电磁干扰,这就是对已知波形做傅里叶级数展开,本文中我们着重考虑辐射电磁干扰性能。在同步降压转换器中,引起电磁干扰的主要开关波形是由Q1和Q2产生的,也就是每个场效应管在其各自导通周期内从漏极到源极的电流di/dt.图2所示的电流波形(Q和Q2on)不是很规则的梯形,但是我们的操作自由度也就更大,因为导体电流的过渡相对较慢,所以可以应用Henry Ott经典着作《系统中的噪声降低技术》中的公式1.我们发现,对于一个类似的波形,其上升和下降时间会直接影响谐波振幅或傅里叶系数(In)。 图2.Q1和Q2的波形 In=2IdSin(nπd)/nπd ×Sin(nπtr/T)/nπtr/T (1) 其中,n是谐波级次,T是周期,I是波形的峰值电流强度,d是占空比,而tr是tr或tf的最小值。 在实际应用中,极有可能会同时遇到奇次和偶次谐波发射。如果只产生奇次谐波,那么波形的占空比必须精确为50%.而实际情况中极少有这样的占空比精度。 谐波系列的电磁干扰幅度受Q1和Q2的通断影响。在测量漏源电压VDS的上升时间tr和下降时间tf,或流经Q1和Q2的电流上升率di/dt 时,可以很明显看到这一点。这也表示,我们可以很简单地通过减缓Q1或Q2的通断速度来降低电磁干扰水平。事实正是如此,延长开关时间的确对频率高于 f=1/πtr的谐波有很大影响。不过,此时必须在增加散热和降低损耗间进行折中。尽管如此,对这些参数加以控制仍是一个好方法,它有助于在电磁干扰和热性能间取得平衡。具体可以通过增加一个小阻值电阻(通常小于5Ω)实现,该电阻与Q1和Q2的栅极串联即可控制tr和tf,你也可以给栅极电阻串联一个 “关断二极管”来独立控制过渡时间tr或tf(见图3)。这其实是一个迭代过程,甚至连经验最丰富的电源设计人员都使用这种方法。我们的最终目标是通过放慢晶体管的通断速度,使电磁干扰降低至可接受的水平,同时保证其温度足够低以确保稳定性。

    时间:2018-10-15 关键词: 设计方案 电源模块 电磁干扰 布局

  • PCB设计布局规则及注意事项

    PCB布局规则:1、在保证电气性能的前提下,元件应放置在栅格上且相互平行或垂直排列,以求整齐、美观,在一般情况下不允许元件重叠;元件排列要紧凑,元件在整个版面上应分布均匀、疏密一致。2、在通常情况下,所有的元件均应布置在的同一面上,只有顶层元件过密时,才能将一些高度有限并且发热量小的器件,如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等放在低层。3、离边缘一般不小于2MM.的最佳形状为矩形,长宽比为3:2或4:3.面尺大于200MM乘150MM时,应考虑所能承受的机械强度。4、上不同组件相临焊盘图形之间的最小间距应在1MM以上。PCB布局技巧:在PCB的布局设计中要分析的单元,依据起功能进行布局设计,对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则:1、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。2、以每个功能单元的核心元器件为中心,围绕他来进行布局。元器件应均匀、整体、紧凑的排列在PCB上,尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。3、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并行排列,这样不但美观,而且装旱容易,易于批量生产。特殊元器件与布局设计在PCB中,特殊的元器件是指高频部分的关键元器件、电路中的核心元器件、易受干扰的元器件、带高压的元器件、发热量大的元器件,以及一些异性元器件,这些特殊元器件的位置需要仔细分析,做带布局合乎电路功能的要求及生产的需求。不恰当的放置他们可能产生电路兼容问题、信号完整性问题,从而导致PCB设计的失败。在设计中如何放置特殊元器件时首先考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时,印刷线条长,阻抗增加,抗燥能力下降,成本也增加;过小时,散热不好,且临近线条容易受干扰。在确定PCB 的尺寸后,在确定特殊元件的摆方位置。最后,根据功能单元,对电路的全部元器件进行布局。特殊元器件的位置在布局时一般要遵守以下原则:1 一些元器件或导线有可能有较高的电位差,应加大他们的距离,以免放电引起意外短路。高电压的元器件应尽量放在手触及不到的地方。2、尽可能缩短高频元器件之间的连接,设法减少他们的分布参数及和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互离的太近,输入和输出应尽量远离。3、重量超过15G 的元器件,可用支架加以固定,然后焊接。那些又重又热的元器件,不应放到上,应放到主机箱的底版上,且考虑散热问题。热敏元器件应远离发热元器件。4、对与电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元器件的布局应考虑整块扳子的结构要求,一些经常用到的开关,在结构允许的情况下,应放置到手容易接触到的地方。元器件的布局到均衡,疏密有度,不能头重脚轻。一个产品的成功,一是要注重内在质量。而是要兼顾整体的美观,两者都比较完美的扳子,才能成为成功的产品。元器件的放置一般顺序:1、放置与结构有紧密配合的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接器等。2、放置特殊元器件,如大的元器件、重的元器件、发热元器件、变压器、IC等。3、放置小的元器件。布局的检查1、尺寸和图纸要求加工尺寸是否相符合。2、各个层面有无冲突。如元器件、外框、需要私印的层面是否合理。3、元器件的布局是否均衡、排列整齐、是否已经全部布完。4、散热性是否良好。5、热敏元器件与发热元器件距离是否合理。6、线路的干扰问题是否需要考虑。7、常用到的元器件是否方便使用。如开关、插件板插入设备、须经常更换的元器件等。

    时间:2018-09-21 关键词: PCB 注意事项 规则 布局

  • HDMI布局布线规则

    HDMI (高清多媒体接口)布局布线规则

    时间:2018-09-19 关键词: hdmi 规则 布局

  • 解读主板的走线和布局设计

    对于一块主板而言,除应在零部件用料(如采用优质电容、三相电源线路等)方面下功夫外,主板的走线和布局设计也是非常重要的。由于主板走线和布局设计的形式很多,技术性非常强,因此这也是优质主板与劣质主板的一大分别。但是,普通消费者如何才能分辩出一块主板设计得好坏与否呢?下面,笔者就为大家简单分析一下,使大家在选购主板时有更全面的参考依据。一、解读主板的走线设计1、时钟线等长概念 在一块主板上,从北桥芯片到CPU、内存、AGP插槽的距离应该相等,这是主板设计的基本要求,即所谓的“时钟线等长”概念。作为CPU与内存连接桥梁的北桥芯片,在布局上是很有讲究的。例如,部分有开发实力的主板厂商,就在北桥芯片的安排布局上采用旋转45度的巧妙设计,不但缩短了北桥芯片与CPU、内存插槽及AGP插槽之间的走线长度,而且更能使时钟线等长。2、蛇行走线的误区 蛇行线(图1)是一种电脑主板上常见的走线形式(玩过诺基亚手机游戏《贪食蛇》的人应该不会陌生)。主板上的走线设计是一门专业学问,有人认为蛇行线越多就说明有越高的设计水平,这个观点是错误的。 其实,在一块主板上采用蛇行线的原因有两个: 一是为了保证走线线路的等长。因为像CPU到北桥芯片的时钟线,它不同于普通家电的电路板线路,在这些线路上以100MHz左右的频率高速运行的信号,对线路的长度十分敏感。不等长的时钟线路会引起信号的不同步,继而造成系统不稳定。故此,某些线路必须以弯曲的方式走线来调节长度。 另一个使用蛇行线的常见原因为了尽可能减少电磁辐射(EMI)对主板其余部件和人体的影响。因为高速而单调的数字信号会干扰主板中各种零件的正常工作。通常,主板厂商抑制EMI的一种简便方法就是设计蛇形线,尽可能多地消化吸收辐射。 但是,我们也应该看到,虽然采用蛇行线有上面这些好处,也并不是说在设计主板走线时使用的蛇行线越多越好。因为过多过密的主板走线会造成主板布局的疏密不均,会对主板的质量有一定的影响。好的走线应使主板上各部分线路密度差别不大,并且要尽可能均匀分布,否则很容易造成主板的不稳定。3、忌用“飞线”主板 判断一块主板走线的好坏,还可以从走线的转弯角度看出来。好的主板布线应该比较均匀整齐,走线转弯角度不应小于135度。因为转弯角度过小的走线在高频电路中相当于电感元件,会对其它设备产生干扰。 而某些设计水平很差的主板厂商在设计走线时,由于技术实力原因往往会导致最后的成品有缺陷。此时,便采取人工修补的方法来解决问题,这种因设计不合理而出现的导线,称之为“飞线” 如果一块主板上有飞线,就证明该主板的走线设计有一些问题。二、解读主板的布局设计 主板的布局主要是从板上各部件(如集成电路芯片、电阻、电容、插槽等)的位置安排,以及线路走线来体现的。好的主板在行家的眼里看起来,几乎就是一件精美的艺术品 通常,芯片组厂商在向主板厂商供货时会提供芯片组的设计指南(CHIPSET DESIGN GUIDE)。同时,一般还会有基于标准的样板,即所谓的“工程板,公板”。主板大厂商一般都按照标准板的设计,做出符合官方芯片组所提供技术标准的主板,这样的产品质量有保障,但是价格较高。反之,某些中小厂商往往为了均衡成本与功能的系对主板结构布局大肆修改,这些产品的质量可谓良莠不齐。来源:0次

    时间:2018-09-18 关键词: 主板 布局

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