項目五

電源切換裝置的電路設(shè)計項目描述

本項目利用AltiumDesigner設(shè)計軟件完成電源切換裝置的雙面PCB設(shè)計。

通過本項目使學(xué)生進一步掌握原理圖庫元件的創(chuàng)建方法、根據(jù)實際元件確定元件的封裝及創(chuàng)建方法，重點學(xué)習(xí)強電和弱電混合電路的布局方法，布線規(guī)則設(shè)置及手工布線布線的要求。項目分析本項目繪制的原理圖如圖5-1所示。印制板設(shè)計的要求如下：①印制板尺寸：長：95mm、寬：85mm，安裝孔位置與孔徑如圖5-2所示。圖5-2②設(shè)計成雙面板。③把220V交流電的進線端、濾波輸出端要分開放置。④元器件盡量放置在頂層。項目實施一、創(chuàng)建原理圖符號庫原理圖符號創(chuàng)建的步驟如圖5-3所示。1.創(chuàng)建U1（PS2705-1）的電路符號待繪制的PS2705-1的電路圖符號如圖5-4所示。圖5-3圖5-4①啟動軟件②在設(shè)計環(huán)境中，執(zhí)行菜單命令File→New→Library→SchematicLibrary將其命名為“電源切換裝置.Schlib”。③執(zhí)行菜單命令Tools→RenameComponent，在彈出的元件命名對話框中輸入“PS2705-1”。④單擊元件繪制工具欄的按鈕，繪制一個長8格，寬5格的矩形方框。⑤原理圖庫文件MiscellaneousDevices.IntLib中的“LED0”和“NPN”符號拷貝到本原理圖符號創(chuàng)建界面進行修改。⑥單擊元件繪制工具欄的按鈕放置引腳。⑦雙擊PS2705-1，進行元器件屬性設(shè)置。2.創(chuàng)建U3（74AHC1G14）的電路符號74AHC1G14是反相施密特觸發(fā)器，其電路符號如圖5-13所示。3.創(chuàng)建U4（74AHC1G08）的電路符號74AHC1G08是2輸入與門，其電路符號如圖5-14所示。4.創(chuàng)建U9（DB106S）的電路符號DB106S是1A單相整流橋，其電路符號如所示。圖5-14圖5-155.創(chuàng)建D10（TFMBJ40CA）的電路符號TFMBJ40CA是瞬態(tài)抑制二極管，其電路符號如所示。二、繪制電路原理圖1.新建原理圖文件2.加載元器件庫3.放置元器件符號4.繪制導(dǎo)線圖5-165.放置接地符號6.編譯檢查三、創(chuàng)建元器件封裝庫本項目中的相關(guān)元器件要自己制作封裝。元器件在進行封裝設(shè)計前應(yīng)根據(jù)設(shè)計元件確定封裝參數(shù)，元器件封裝參數(shù)由以下四部分組成：①元器件引腳間距離。②焊盤孔徑（針對插接式元件）與焊盤直徑③元器件輪廓。④與元器件電路符號引腳之間的對應(yīng)。1．電解電容C19和C14封裝（1）實際測量參數(shù)電解電容C19的實物圖片如圖5-19所示，其測量參數(shù)如下：①元器件引腳間距離：大約為5mm。②引腳孔徑：大約為0.8mm。圖5-19③元器件輪廓：半徑大約為6.5mm的圓。④與元器件電路符號引腳之間的對應(yīng)：正極焊盤的焊盤序號Designator的值為1，負(fù)極焊盤的焊盤序號Designator的值為2。（2）繪制電解電容C19封裝符號C19的封裝符號如圖5-20所示。①啟動元器件封裝庫編輯器。②放置焊盤并設(shè)置參考點。圖5-20③繪制輪廓線。④元件封裝重命名。2.無極性電容C2、C5和C20的封裝C2的封裝符號如圖5-24所示，其參數(shù)如下：①元器件引腳間距離：大約為10.16mm。②引腳孔徑為35mil，焊盤直徑：70mil。③元器件輪廓：長500mil，寬114mil。④焊盤序號Designator的值分別為1和2。圖5-243．連接器JP2的封裝繪制2針連接器的封裝符號如圖5-26所示。其封裝參數(shù)如下：①元器件引腳間距離：大約為200mil。②引腳孔徑為62.5mil，焊盤直徑為110mil，形狀是圓形。③元器件輪廓：長10mm，寬10mm。④焊盤序號Designator的值分別為1和2。圖5-264．U8（LM7812）的封裝繪制裝有YA系列散熱片LM7812的封裝尺寸如圖5-30所示。5．其他通孔插裝元器件封裝繪制6．整流二極管1N4007封裝的繪制圖5-30貼片整流二極管1N4007的封裝圖形（圖5-36）及尺寸。其封裝參數(shù)如下：①元器件引腳間距離為195mil。②元器件引腳孔徑為0mil，焊盤長80mil，寬75mil，形狀是長方形。焊盤設(shè)置在頂層TopLayer③元器件輪廓：輪廓是兩個半包圍圖形，半包圍長2.8mm，寬4mm。④焊盤序號Designator的值分別為A和K。圖5-367．貼裝整流橋DB106S封裝的繪制DB106S的封裝如圖5-38所示。8．光耦三極管PS2705-1封裝繪制PS2705-1的封裝如圖5-39所示圖5-38圖5-399．2輸入與門74AHC1G08和反相施密特觸發(fā)器74AHC1G14的封裝繪制封裝如圖5-40所示四、添加封裝五、PCB設(shè)計準(zhǔn)備圖5-401.規(guī)劃電路板（1）設(shè)置原點（2）將計量單位轉(zhuǎn)換為公制（3）在禁止布線層繪制物理邊界（4）放置安裝孔2.加載封裝庫和網(wǎng)絡(luò)表六、元器件布局1.布局要求（1）布局方法（2）布局要求①本電路板在布局時如果在頂層能夠完成元件的布局。②布局時應(yīng)將高壓交流與低壓直流部分分開。③連接器JP1~JP3應(yīng)布放在電路板的邊緣，且JP1、JP3應(yīng)布放在高壓交流側(cè)，JP2布放在低壓直流側(cè)。④5V電源的高頻濾波電容C4應(yīng)盡量靠近U5的16腳，起到電源退耦的作用。⑤濾波電容C19應(yīng)靠近整流橋放置，這樣濾波的效果會更好。⑥7805的保護二極管D5和7812的保護二極管D6應(yīng)分別靠近各自保護的三端穩(wěn)壓器的輸入和輸出端。2.手工布局（1）確定連接器JP1~JP3的位置（2）高低壓要分開（3）電容C4的放置（4）二極管D5的布放位置整個電路的最終布局如圖5-49所示。圖5-49七、手工布線1.布線方法2．設(shè)置布線規(guī)則（1）線寬設(shè)置將整板的最小線寬設(shè)置為15mil、參考線寬設(shè)置為25mil、最大線寬設(shè)置為40mil。（2）過孔設(shè)置過孔直徑設(shè)置為20mil，過孔孔徑設(shè)置為12mil3.手工布線設(shè)置好布線規(guī)則后，接下來進行手工布線。布線時，頂層盡量按水平方向走線，底層按垂直方向走線。本項目的布線參