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每个设计师都需要知道的实用PCB布局技巧
EDA365 | 2023-03-28 16:16:14    阅读:353   发布文章

本文包含实用的PCB布局技巧,可以帮助您的PCB项目正确可靠地工作。

实用的PCB布局技巧

工程师往往最关注电路,最新组件和代码,这是电子项目的重要组成部分,但有时却忽略了电子的关键组件PCB布局。不良的PCB布局会导致功能和可靠性问题。本文包含实用的PCB布局技巧,可以帮助您的PCB项目正确可靠地工作。


上浆痕迹

现实世界中的铜走线具有电阻。这意味着走线在电流流过时会产生压降,功耗和温度升高。电阻由以下公式定义:

[R=([RËs一世sŤ一世v一世Ťÿ∗升ËñGŤH)(ŤH一世CķñËss∗w一世dŤH)R=(resistivity∗length)(thickness∗width)

PCB设计人员最常使用长度,厚度和宽度来控制PCB走线的电阻。电阻是用于制作走线的金属的物理属性。PCB设计人员无法真正改变铜的物理特性,因此请关注可控制的走线尺寸。

PCB走线厚度以铜盎司计。如果将1盎司的铜均匀地分布在1平方英尺的面积上,则将测量的厚度为一盎司。此厚度为1.4英寸。许多PCB设计人员使用1 oz或2 oz的铜,但是许多PCB制造商可以提供6 oz的厚度。请注意,很难将粗壮的引脚之类的细小特征制成。有关其功能,请咨询您的PCB制造商。

使用PCB 走线宽度计算器来确定走线的粗细和宽度。旨在使温度升高5°C。如果板上有多余的空间,请使用较大的走线,因为它们不会花费任何费用。

在制作多层板时,请记住,外层走线的冷却效果要好于内层走线的冷却效果,因为来自内层的热量在传导,辐射或连接之前必须先经过铜和PCB材料层。

使循环变小

环路,尤其是高频环路,应尽可能小。小回路具有较低的电感和电阻。在接地层上放置环路可进一步降低电感。具有小的环路可减少由以下原因引起的高频电压尖峰V=大号d一世dŤV=LdidŤ。小环路还有助于减少从外部源感应耦合到节点中或从节点广播的信号量。除非您正在设计天线,否则这就是您想要的。另外,对于运算放大器电路,请使其环路较小,以防止噪声耦合到电路中。

去耦电容放置

去耦电容器应尽可能靠近集成电路的电源和接地引脚放置,以最大化去耦效率。放置较远的电容器会引入杂散电感。从电容器引脚到接地层的多个通孔可降低电感。

开尔文连接

开尔文连接对于测量非常有用。在确切的位置进行开尔文连接,以减少杂散电阻和电感。例如,用于电流检测电阻器的开尔文(Kelvin)连接正好放置在电阻器焊盘上,而不是走线的任意位置上。尽管在原理图上,将连接放置在电阻垫或任意点上可能看起来相同,但实际走线具有电感和电阻,如果不使用开尔文连接,则可能会使测量不正确。

使数字和嘈杂的迹线远离模拟迹线

平行走线或导体形成电容器。将走线紧密靠近放置可将信号电容耦合到走线上,尤其是在信号为高频时。使高频和嘈杂的走线远离您不希望听到噪声的走线。

地面不是地面

接地不是理想的导体。请注意使嘈杂的地面远离需要安静的信号。使地面走线足够大,以承载将要流动的电流。将接地平面直接放置在信号走线下方会降低走线的阻抗,这是理想的。

通过大小和数量

通孔具有电感和电阻。如果要将走线从PCB的一侧布线到另一侧,并且需要低电感或低电阻,请使用多个过孔。大通孔的电阻较低。这在将滤波电容器和大电流节点接地时特别有用。通过这样大小的计算器使用一个。

使用PCB作为散热器

在表面安装组件周围放置额外的铜,以提供额外的表面积,以更有效地散热。一些组件数据表(尤其是功率二极管和功率MOSFET或稳压器)具有使用PCB表面积作为散热器的指南。

散热孔

通孔可用于将热量从PCB的一侧转移到另一侧。当将PCB安装在可以进一步散热的机箱上的散热器上时,这特别有用。大通孔比小通孔更有效地传递热量。许多通孔比一个通孔更有效地传递热量,并降低了组件的工作温度。较低的工作温度有助于提高可靠性。

散热片

散热措施使走线或填充物与组件引脚之间的连接变小,从而使焊接更加容易。这种小的连接是短的,以减少对电阻的影响。如果不使用组件引脚上的散热装置,则组件可能会凉一些,因为与走线或填充物的散热连接更好,可以散热,但焊接和拆焊更困难。

走线与安装孔之间的距离

在铜走线或填充物和安装孔之间留出空间;这有助于防止电击危险。阻焊剂不被认为是可靠的绝缘体,因此请注意,铜与任何安装硬件之间应保持一定距离。

热敏元件

使对热敏感的组件远离其他会发热的组件。对热敏感的组件的示例包括热电偶和电解电容器。将热电偶放置在靠近热源的地方可能会影响温度测量。将电解电容器放置在发热组件附近会缩短其使用寿命。产生热量的组件可能包括桥式整流器,二极管,MOSFET,电感器和电阻器。热量取决于流过组件的电流。

结论

本文介绍了一些基本的实用PCB布局技巧,这些技巧可以对设计的功能和可靠性产生积极影响。还有更多提示和技巧?将它们留在评论中!

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