Tipps zur Optimierung des PCB-Layouts | Hersteller modernster Kassensysteme | Jarltech
Dieser Artikel bietet nützliche Vorschläge zur Verbesserung der Funktionalität und Zuverlässigkeit Ihres PCB-Layouts.
Die Einbeziehung dieser Empfehlungen kann zu einer verbesserten Leistung und Zuverlässigkeit führen. Jarltechist einTipps zur Optimierung des PCB-Layouts,Wichtige PCB-Layout-Tipps, mit denen jeder Designer vertraut sein sollteHersteller. Ihre umfassenden Unternehmenslösungen: All-in-One-Panel-PCs, Kassensystem, Selbstbedienungskiosk, Smartcard-Leser, Touch-Monitor, Digital Signage-Hersteller.Jarltech International Inc.Das 1987 in Taiwan gegründete Unternehmen ist auf die Entwicklung und Herstellung von POS- und Kiosksystemen spezialisiert, insbesondere für Restaurants, Einzelhandelsgeschäfte und Supermärkte.
Tipps zur Optimierung des PCB-Layouts
Wichtige PCB-Layout-Tipps, mit denen jeder Designer vertraut sein sollte
Dieser Artikel bietet nützliche Vorschläge zur Verbesserung der Funktionalität und Zuverlässigkeit Ihres PCB-Layouts.
Die Einbeziehung dieser Empfehlungen kann zu einer verbesserten Leistung und Zuverlässigkeit führen.
Wichtige PCB-Layout-Tipps, mit denen jeder Designer vertraut sein sollte
Ingenieure priorisieren häufig Schaltkreise, Komponentenauswahl und Programmierung als entscheidende Aspekte von Elektronikprojekten. Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung, die Bedeutung des PCB-Layouts als integralen Bestandteil für den Erfolg des Designs zu erkennen.
Ein schlechtes PCB-Layout kann zu Funktions- und Zuverlässigkeitsproblemen führen. Dieser Artikel bietet praktische Vorschläge für das PCB-Layout, um eine genaue und zuverlässige Leistung Ihrer Projekte zu gewährleisten.
Auswählen von Spurbemaßungen
In praktischen Anwendungen weisen Kupferleiterbahnen einen Widerstand auf, der zu Spannungsabfall, Verlustleistung und Temperaturanstieg führt, wenn Strom durch sie fließt. PCB-Designer verwenden hauptsächlich Parameter wie Länge, Dicke und Breite, um den Widerstand einer PCB-Leiterbahn zu steuern.
Widerstandsfähigkeit ist eine natürliche Eigenschaft des bei der Herstellung von Leiterbahnen verwendeten Metalls. Obwohl PCB-Designer nicht in der Lage sind, die grundlegenden Eigenschaften von Kupfer zu ändern, ist es wichtig, der Anpassung der Leiterbahngröße, einer kontrollierbaren Komponente, Vorrang einzuräumen.
Die Dicke einer Leiterbahn einer Leiterplatte (PCB) wird in Unzen Kupfer gemessen. Eine Unze Kupfer gibt die Dicke an, die durch gleichmäßige Verteilung von 1 Unze Kupfer auf einer Fläche von einem Quadratfuß erreicht wird.
Dieses Maß entspricht 0,0014 Zoll. Obwohl PCB-Designer meist 1 Unzen oder 2 Unzen Kupfer bevorzugen, bieten einige Hersteller Dickenoptionen bis zu 6 Unzen an. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass dickeres Kupfer die Erstellung komplizierter Merkmale, wie z. B. eng beieinander liegender Stifte, schwieriger machen kann.
Daher wird empfohlen, sich an Ihren Leiterplattenhersteller zu wenden, um dessen spezifische Fähigkeiten zu verstehen.
Verwenden Sie einen PCB-Leiterbahnbreitenrechner, um die richtigen Abmessungen unter Berücksichtigung von Dicke und Breite für Ihre spezielle Anwendung zu ermitteln. Streben Sie einen Temperaturanstieg von weniger als 5°C an. Wenn auf der Platine ausreichend Platz vorhanden ist, wählen Sie größere Leiterbahnen, da diese keine zusätzlichen Kosten verursachen.
Bei mehrschichtigen Platinenkonfigurationen ist es wichtig zu berücksichtigen, dass Leiterbahnen auf äußeren Schichten eine bessere Kühlung bieten als solche auf inneren Schichten. Dies liegt daran, dass die Wärme von den inneren Schichten durch Schichten aus Kupfer und PCB-Material wandern muss, bevor sie weitergeleitet, abgestrahlt oder abgeleitet werden kann.
Schleifengrößen minimieren
Für beste Ergebnisse bei Hochfrequenzanwendungen halten Sie die Schleifen so kompakt wie möglich, um Induktivität und Widerstand zu minimieren. Darüber hinaus trägt die Anordnung der Schleifen über einer Masseebene dazu bei, die Induktivität noch weiter zu reduzieren.
Die Verwendung kleinerer Schleifen trägt zur Reduzierung der Hochfrequenzspannung bei. Dadurch wird auch die Anzahl der Signale verringert, die von externen Quellen induktiv in den Knoten eingekoppelt oder von diesem gesendet werden.
Dieser Ansatz ist optimal, außer in Fällen, in denen es um das Antennendesign geht. Um zu verhindern, dass unerwünschtes Rauschen in den Schaltkreis gelangt, ist es außerdem wichtig, kleine Schleifen in Operationsverstärkerschaltkreisen beizubehalten.
Platzierung von Entkopplungskondensatoren
Um die Entkopplungseffizienz zu verbessern, platzieren Sie Entkopplungskondensatoren in unmittelbarer Nähe der Strom- und Erdungsanschlüsse integrierter Schaltkreise. Durch die Einführung eines zusätzlichen Abstands kann es zur Entstehung von Streuinduktivität kommen.
Kelvin-Verbindungen
Die Vierpolmessung, auch als Kelvin-Messung bekannt, ist eine Technik, die 1861 von William Thomson, Lord Kelvin, erfunden wurde, um sehr niedrige Widerstände mit großer Genauigkeit zu messen. Jeder Satz von Zweidrahtverbindungen wird als Kelvin-Verbindung bezeichnet.
Die Verwendung von Kelvin-Verbindungen verbessert die Messgenauigkeit, indem Verbindungen an präzisen Punkten hergestellt werden, um Streuwiderstand und Induktivität zu minimieren.
Beim Umgang mit einem Strommesswiderstand ist es wichtig, Kelvin-Anschlüsse direkt auf den Widerstandspads statt an einem beliebigen Punkt auf den Leiterbahnen zu positionieren, um maximale Genauigkeit zu gewährleisten.
Beim Erstellen eines Schaltplans kann es so aussehen, als ob die Verbindung zu den Widerstandspads oder zu einem beliebigen Punkt dieselbe wäre. Tatsächliche Spuren weisen jedoch Induktivität und Widerstand auf, sodass Kelvin-Verbindungen für genaue Messungen von entscheidender Bedeutung sind. Das Vermeiden dieser Verbindungen könnte möglicherweise zu Ungenauigkeiten bei Ihren Messwerten führen.
Trennen Sie digitale und verrauschte Spuren von analogen Spuren
Wenn Leiter oder Leiterbahnen parallel zueinander verlaufen, erzeugen sie einen kapazitiven Effekt. Insbesondere bei höheren Frequenzen können diese Leiterbahnen gekoppelt werden und sich gegenseitig stören. Es ist wichtig, hochfrequente und verrauschte Spuren von solchen zu trennen, bei denen Rauschstörungen minimiert werden müssen.
Boden ist nicht gleich Boden
Obwohl die Erde als Leiter dient, ist es wichtig zu beachten, dass sie nicht ideal ist. Achten Sie darauf, verrauschte Erdungen von Signalen zu trennen, die einen niedrigen Rauschpegel erfordern. Stellen Sie sicher, dass die Erdungsschienen ausreichend dimensioniert sind, um die erwarteten Ströme bewältigen zu können. Durch die Verwendung einer Masseebene direkt unter den Signalspuren wird die Impedanz reduziert, was sehr vorteilhaft ist.
Optimal durch Größe und Menge
Vias haben sowohl Induktivität als auch Widerstand. Wenn Sie eine Leiterbahn über die gesamte Platine verlegen und eine niedrige Induktivität oder einen niedrigen Widerstand erreichen möchten, sollten Sie die Verwendung mehrerer Durchkontaktierungen in Betracht ziehen. Größere Durchkontaktierungen sorgen für einen geringeren Widerstand, was besonders für die Erdung von Filterkondensatoren und Hochstromknoten von Vorteil ist.
Verwenden Sie die Leiterplatte als Kühlkörper
Umgeben Sie oberflächenmontierte Komponenten mit zusätzlichem Kupfer, um die Oberfläche für eine effizientere Wärmeableitung zu vergrößern. Bestimmte Komponentendatenblätter, insbesondere solche für Leistungsdioden, Leistungs-MOSFETs oder Spannungsregler, können Empfehlungen für die Verwendung der Leiterplattenoberfläche als Kühlkörper enthalten.
Thermische Vias
Durchkontaktierungen dienen als Kanäle für die Wärmeübertragung durch eine Leiterplatte, was besonders vorteilhaft ist, wenn die Leiterplatte an einem Kühlkörper auf einem Gehäuse montiert ist, um eine zusätzliche Wärmeableitung zu gewährleisten. Größere Durchkontaktierungen übertragen die Wärme effektiver als kleinere.
Die Verwendung mehrerer Durchkontaktierungen zur Wärmeübertragung ist effizienter als die Verwendung einer einzelnen Durchkontaktierung. Dies führt zu niedrigeren Betriebstemperaturen der Komponenten und verbessert letztendlich die Gesamtzuverlässigkeit.
Thermische Entlastung
Bei der thermischen Entlastung werden kleine Verbindungen zwischen einer Leiterbahn oder Füllung und einem Komponentenstift hergestellt, um das Löten zu erleichtern. Diese reduzierten Verbindungen werden absichtlich kurz gehalten, um ihre Auswirkungen auf den elektrischen Widerstand zu minimieren.
Das Weglassen der thermischen Entlastung an den Komponentenstiften kann aufgrund einer erhöhten thermischen Verbindung mit Leiterbahnen oder Füllungen, die die Wärme effektiv ableiten können, zu einer etwas niedrigeren Betriebstemperatur führen. Allerdings kann es auch das Löten und Entlöten erschweren.
Abstand zwischen Leiterbahnen und Befestigungslöchern
Lassen Sie einen Abstand zwischen Kupferbahnen oder -pads und Montagelöchern, um mögliche Stromschläge zu reduzieren. Denken Sie daran, dass die Lötmaske möglicherweise keine zuverlässige Isolierung bietet. Stellen Sie daher sicher, dass zwischen dem Kupfer und allen Montageteilen ausreichend Abstand besteht.
Wärmeempfindliche Komponenten
Halten Sie den Abstand zwischen wärmeempfindlichen Komponenten wie Thermoelementen und Elektrolytkondensatoren und anderen wärmeerzeugenden Komponenten ein.
Wenn Thermoelemente zu nah an Wärmequellen positioniert werden, kann dies zu Ungenauigkeiten bei der Temperaturmessung führen. Die Platzierung von Elektrolytkondensatoren in unmittelbarer Nähe von wärmeerzeugenden Bauteilen kann zu einer kürzeren Betriebslebensdauer führen.
Zu den Komponenten, die Wärme erzeugen, gehören Brückengleichrichter, Dioden, MOSFETs, Induktivitäten und Widerstände, wobei der Grad der erzeugten Wärme vom Strom abhängt, der durch die Komponenten fließt.
Abschluss
In diesem Artikel finden Sie grundlegende, aber wichtige, praktische Tipps zum PCB-Layout, mit denen Sie die Funktionalität und Zuverlässigkeit Ihres Designs erheblich verbessern können.
Erinnern wir uns an diese Punkte.
1. Verlassen Sie sich nicht ausschließlich auf Ihren Router.
2. Verstehen Sie die Spezifikationen Ihres Herstellers.
3. Bestimmen Sie Ihre Leiterbahnbreiten.
4. Sorgen Sie für ausreichenden Abstand zwischen den Leiterbahnen.
5. Vereinfachen Sie Ihre Arbeit mit dem Snap Grid
6. Vermeiden Sie die Verwendung von 90-Grad-Spurenwinkeln.
7. Sorgen Sie für Platz zwischen Leiterbahnen und Montagelöchern.
8. Sorgen Sie für einen ausreichenden Abstand zwischen Leiterbahnen und Montagelöchern.
9. Erweitern Sie die Breite Ihrer Strom- und Erdungsleitungen.
10. Nutzen Sie Vias zur Wärmeableitung.
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Seit 1987 in Taiwan ansässig,Jarltech International Inc.ist ein Entwickler und Hersteller von POS- und Kiosksystemen für Restaurants, Einzelhandelsgeschäfte und Supermärkte. Zu ihren wichtigsten Software- und Hardwareprodukten gehören:Tipps zur Optimierung des PCB-Layouts, POS-Systeme für kleine Unternehmen, Selbstbedienungskioske, Smartcard-Lesegeräte, Bluetooth-Thermodrucker, eingebettete Motherboards und All-in-One-Panel-PCs mit Schwerpunkt auf der Bereitstellung interaktiver Kiosklösungen.
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