【干貨必看】實(shí)用的 PCB 布局技巧分享??!
實(shí)用PCB布局提示:
工程師傾向于將電路,最新組件和代碼作為電子項(xiàng)目的重要組成部分,但有時(shí)是電子設(shè)備的關(guān)鍵組件,PCB布局,被忽視了。 PCB布局不良會(huì)導(dǎo)致功能和可靠性問題。本文包含實(shí)用的PCB布局技巧,可以幫助您的PCB項(xiàng)目正確可靠地工作。
調(diào)整軌跡大小
真實(shí)世界的銅線具有阻力。這意味著當(dāng)電流流過時(shí),跡線會(huì)產(chǎn)生電壓降,功耗和溫度升高。電阻由以下公式定義:
$$ R = \ frac {(電阻率*長度)} {(厚度*寬度)} $$
PCB設(shè)計(jì)人員最常使用長度,厚度和寬度控制PCB走線的電阻。電阻是用于制造跡線的金屬的物理性質(zhì)。 PCB設(shè)計(jì)人員無法真正改變銅的物理特性,因此請關(guān)注可以控制的走線尺寸。
PCB走線厚度以盎司銅為單位。如果我們在1平方英尺的區(qū)域內(nèi)均勻涂抹1盎司銅,那么我們將測量的是一盎司銅。這個(gè)厚度是1.4千分之一英寸。許多PCB設(shè)計(jì)師使用1盎司或2盎司銅,但許多PCB制造商可提供6盎司厚度。請注意,在厚銅中難以制造諸如靠近的引腳的精細(xì)特征。請咨詢您的PCB制造商,了解它們的功能。
使用PCB走線寬度計(jì)算器確定應(yīng)用的走線厚度和寬度。目標(biāo)是溫度上升5°C。如果電路板上有額外的空間,請使用更大的走線,因?yàn)樗鼈儾恍枰魏钨M(fèi)用。
在進(jìn)行多層電路板時(shí),請記住外部的走線由于內(nèi)層的熱量在傳導(dǎo),輻射或連接之前必須穿過銅和PCB材料層,因此層的冷卻效果要好于內(nèi)部層上的跡線。
制作循環(huán)小
循環(huán),尤其是高頻循環(huán),應(yīng)盡可能小。小環(huán)路具有較低的電感和電阻。在地平面上放置環(huán)路進(jìn)一步降低了電感。具有小環(huán)路可減少由$$ V = L \ frac {di} {dt} $$引起的高頻電壓尖峰。小環(huán)路還有助于減少從外部源感應(yīng)耦合到節(jié)點(diǎn)中的信號量,或者從節(jié)點(diǎn)廣播的信號量。除非您正在設(shè)計(jì)天線,否則這就是您想要的。同時(shí)為運(yùn)算放大器電路保持較小的環(huán)路,以防止噪聲耦合到電路中。
去耦電容放置
將去耦電容盡可能靠近集成電路的電源和接地引腳,以最大限度地提高去耦效率。放置更遠(yuǎn)的電容會(huì)引入雜散電感。從電容引腳到地平面的多個(gè)過孔會(huì)降低電感。
開爾文連接
開爾文連接對測量很有用。開爾文連接在精確點(diǎn)處進(jìn)行,以減少雜散電阻和電感。例如,電流檢測電阻的開爾文連接正好放在電阻焊盤上,而不是放在走線上的任意位置。雖然在原理圖上,將連接放置在電阻焊盤或某個(gè)任意點(diǎn)可能看起來相同,但實(shí)際走線有電感和電阻,如果不使用開爾文連接,可能會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)束。
遠(yuǎn)離模擬跡線保持?jǐn)?shù)字和噪聲痕跡
并行跡線或?qū)w形成電容。放置在一起的軌跡電容耦合在跡線上的信號,特別是如果信號是高頻的話。保持高頻率和噪聲軌跡遠(yuǎn)離不需要噪聲的跡線。
接地不接地
接地不是理想的導(dǎo)體。注意將嘈雜的地面遠(yuǎn)離需要安靜的信號。使地線足夠大以承載將流動(dòng)的電流。將地平面直接放置在信號走線下方會(huì)降低走線的阻抗,這是理想的選擇。
通過尺寸和數(shù)量
過孔具有電感和電阻。如果您要從PCB的一側(cè)布線到另一側(cè)并且需要低電感或電阻,請使用多個(gè)過孔。大通孔具有較低的電阻。這在接地濾波電容器和高電流節(jié)點(diǎn)時(shí)特別有用。使用像這樣的通孔尺寸計(jì)算器。
使用PCB作為散熱器
在表面貼裝元件周圍放置額外的銅,以提供額外的表面積以散熱更多有效率的。一些元件數(shù)據(jù)表(尤其是功率二極管和功率MOSFET或電壓調(diào)節(jié)器)有使用PCB表面積作為散熱片的指南。
熱過孔
過孔可用于將熱量從PCB的一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)。當(dāng)PCB安裝在可以進(jìn)一步散熱的機(jī)箱上的散熱器上時(shí),這尤其有用。大通孔比小通孔更有效地傳遞熱量。許多過孔比一個(gè)過孔更有效地傳遞熱量,并降低了元件的工作溫度。較低的工作溫度有助于提高可靠性。
熱釋放
熱釋放在跡線或填充與元件引腳小,使焊接更容易。這種小連接短路可減少對電阻的影響。如果不使用元件引腳上的熱釋放,那么元件可能會(huì)稍微冷一點(diǎn),因?yàn)榕c散熱或散熱有更好的熱連接可以散熱,但焊接和拆焊更難。
軌跡和安裝孔之間的距離
在銅跡線或填充物和安裝孔之間留出空間;這有助于防止電擊危險(xiǎn)。焊接掩模不被認(rèn)為是可靠的絕緣體,因此請注意銅與任何安裝硬件之間的距離。
熱敏元件
將對熱敏感的元件遠(yuǎn)離其他產(chǎn)生熱量的元件。對熱敏感的部件的實(shí)例包括熱電偶和電解電容器。將熱電偶靠近熱源可能會(huì)導(dǎo)致溫度測量。將電解電容器放置在靠近發(fā)熱元件的位置會(huì)縮短其使用壽命。產(chǎn)生熱量的組件可能包括橋式整流器,二極管,MOSFET,電感器和電阻器。熱量取決于流經(jīng)元件的電流。
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