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电池充电器电路的PCB设计

2014年07月24日 14:32 次阅读

  1 Protel软件简介

  随着电子信息技术的飞速发展,手工设计电子产品的PCB(印制电路板)已不能适应电子技术发展的需要。我们必须借助计算机来完成PCB的设计工作,它不仅速度快,准确性高,并能极大的减轻工程技术人员的劳动强度。其中涉及的软件有许多种,Protel是其中比较经典的一种。

  Protel是AlTIum公司推出的电路辅助设计系统,它是第一个将所有的设计工具集成于一身的板卡级设计系统,包括了原理图设计、PCB设计、电路仿真、PLD设计等。它最早的版本是TANGO软件包,后来发展为Protel for DOS版、Protel for Windows版、Protel 98版、Protel 99 SE版、Protel DXP版及Protel 2004版。随着版本的不断升级,它的功能越来越强大。

  和其他版本相比,Protel 2004新增的许多功能,使操作更简单、自动化程度更高,使我们可以轻松进行各种复杂的电路板设计。

  2 PCB设计

  PCB是英文Printed Circuit Board的缩写,译为印制电路板,简称电路板或PCB板。印制电路板是用印制的方法制成导电线路和元件封装,它的主要功能是实现电子元器件的固定安装以及管脚之间的电气连接,从而实现电器的各种特定功能。制作正确、可靠、美观的印制电路板是电路板设计的最终目的。

  PCB设计的一般流程包括:制作前期准备、制作PCB元件引脚封装、新建PCB文件,规划电路板、载入元件引脚封装和网络、布局、布线、DRC设计规则检查等。

  3 Ni-MH电池充电器PCB设计

  Ni-MH电池充电器是我们生活中常见的一种电子产品。借助Protel 2004设计该电路的印制电路板(PCB)基本步骤如下。

  3.1创建项目文件

  为方便各设计文件的管理和它们之间的无缝连接及同步设计。在Protel 2004中采用项目文件进行管理,首先要创建一个项目文件,然后在该项目文件下再新建或添加各设计文件。

  3.2创建原理图文件并完成电池充电器电路的原理图设计

  Ni-MH电池充电器电路原理图如下图1所示。

电池充电器

  图1电池充电器原理图

  3.3创建PCB文件并进行规划

  在Protel 2004中创建PCB文件有两种方法:用文件菜单创建和用向导创建,要注意的是用向导创建的PCB文件不在项目文件中,创建完成之后必须把它放入项目文件中,否则后面的步骤就没办法进行了。根据充电器电路的组成,首先规划板子的形状为长方形,根据元器件的数目确定板子的的大小为 2400mil&TImes;1300mil,单层布线即设计为单面板。

  3.4载入元件引脚封装和网络并进行元件布局

  本电路中全部元件采用插孔封装形式。除了电池组正极性的封装,其他元器件封装均采用Protel 2004元器件库中的标准封装,我们需要根据实际电路为电池组的正极性端设置出封装,首先创建自己的元器件封装库,在库里创建如图2中BT1—BT4所示封装,然后将此封装设置为电池组的封装即可。

电池充电器

  图2电池充电器PCB图

  元件布局可采用先自动布局然后手工调整的方法进行。注意变压器不在此板子上放置。布局时注意元器件的排列、分布要合理和均匀,力求整齐,美观,合乎电路结构工艺要求。

  3.5设置布线规则,进行布线

  所谓“布线”,就是利用印制导线完成原理图中各元件的连线关系。任何一块电路板在完成元器件布局后,接下来要做的就是将元器件用导线连接起来,使其具有电气特性,从而形成一块完整的电路板。

  Protel 2004中布线时首先要设置好布线规则,以满足安全原则等电气要求。根据充电器电路的实际要求,这里设置安全间距为10mil,顶层布线、普通线宽 10mil、电源线20mil、地线30mil.布线采用自动布线,对不合乎要求的地方最后可以进行手工修改。布线时在满足安全原则等电气要求的前提下,导线要精简,尽可能短,尽量少拐弯,力求导线简单明了。

  另外,走线设计要考虑组装是否方便等。最后还要求板子美观、经济,好的PCB板布线美观,做功精细,看上去就像一件艺术品。

  3.6 DRC设计规则检查和错误排除。

  电路板设计完成之后,为了保证所进行的设计工作符合要求,可以由计算机自动完成检查工作,即DRC设计规则检查。检查完成后,系统会弹出Messages 信息框,根据此信息提示,对设计进行修改,直至没有错误。到这里电路的PCB设计工作就完成了,设计好的充电器PCB文件如上图2所示。最后可以打印输出图纸和报表,进行实际制板等相应后续工作。4总结

  利用Protel 2004软件进行PCB设计,操作简单,自动化程度高。Ni-MH电池充电器PCB设计具有PCB设计的共性,也有一定的特性。要设计一块完美的充电器 PCB,需要大量的经验积累。随着电子技术的发展,电子线路也越来越复杂,需要设计人员不断提高设计水平,设计出更多的PCB精品。

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近些年,日益增多的高频信号设计与稳步增加的电子系统性能紧密相连。随着系统性能的提高,PCB设计师的挑...

发表于 2016-11-17 11:51 762次阅读
PCB设计中处理信号完整性的常见问题及解决方案

浅谈开关电源PCB设计

对于开关电源的研发,PCB设计占据很重要的地位。一个差的PCB,EMC性能差、输出噪声大、抗干扰能力...

发表于 2016-11-16 14:35 1146次阅读
浅谈开关电源PCB设计

射频应用设计时的五大“黑色艺术”

射频电路板设计由于在理论上还有很多不确定性,因此常被形容为一种“黑色艺术”,但这个观点只有部分正确,...

发表于 2016-10-19 09:25 606次阅读
射频应用设计时的五大“黑色艺术”

汽车电子控制器(ECU)的硬件设计流程

汽车电子控制器(ECU)的开发和任何电子产品的开发流程基本是相同的,需要硬件、软件、测试三方面的工程...

发表于 2016-10-17 10:26 725次阅读
汽车电子控制器(ECU)的硬件设计流程

altium pcb设计入门

altium本章旨在说明如何生成电路原理图、把设计信息更新到PCB文件中以及在PCB中布线和生成器件...

发表于 2016-09-06 09:40 1019次阅读
altium pcb设计入门

PCB设计从少孔/少绕/少自动开始,这就是少走弯...

本文将探讨印刷电路板(PCB)设计新手和老手都适用的七个基本(而且关键的)技巧和策略,只要在设计过程...

发表于 2016-08-23 19:27 1112次阅读
PCB设计从少孔/少绕/少自动开始,这就是少走弯...

PCB设计之安规规范

安规就是产品认证中对产品安全的要求,包含产品零件的安全的要求、组成成品后的安全要求。安规其实是中国人...

发表于 2016-08-08 14:17 680次阅读
PCB设计之安规规范

高手告诫:印制pcb设计成功的七大技术要决

高手告诫:不要依赖自动布线器做布线以外的事情;需要时手工调整导线尺寸,以确保设计中承载正确的电流。不...

发表于 2016-08-02 19:12 1114次阅读
高手告诫:印制pcb设计成功的七大技术要决

PCB设计的磁珠选用技巧

使用贴片磁珠和贴片电感的原因:是使用贴片磁珠还是贴片电感主 要还在于应用。在谐振电路中需要使用贴片电...

发表于 2016-08-02 15:00 2803次阅读
PCB设计的磁珠选用技巧

PCB设计布线中的3种特殊走线技巧

PCB设计布线(Layout)的好坏将直接影响到整个系统的性能,大多数高速的设计理论也要最终经过 L...

发表于 2016-07-18 14:07 13393次阅读
PCB设计布线中的3种特殊走线技巧

Protel硬件开发PCB设计的3W和20H原则...

在Protel的硬件开发中,PCB设计中的3W和20H原则很重要,本文就介绍了是3W原则、20H原则...

发表于 2016-07-05 14:25 1699次阅读
Protel硬件开发PCB设计的3W和20H原则...

Type-C三大关注点:高速传速、快速充电、噪声...

USB Type-C无疑将成为未来几年接口技术的主流,其支持正反插、高速传输和对大功率双向电流传输的...

发表于 2016-06-21 17:35 1050次阅读
Type-C三大关注点:高速传速、快速充电、噪声...

从五方面谈如何做好一块PCB板

微电子领域的两大难点在于高频信号和微弱信号的处理,在这方面PCB制作水平就显得尤其重要,同样的原理设...

发表于 2016-06-17 14:22 1853次阅读
从五方面谈如何做好一块PCB板

开关电源设计中PCB板各环节需要注意的问题

在开关电源设计中PCB板的物理设计都是最后一个环节, 如果设计方法不当, PCB 可能会辐射过多的电...

发表于 2016-06-16 14:21 1056次阅读
开关电源设计中PCB板各环节需要注意的问题

如何应对电动汽车的超级充电要求?

电源领域的专家代新社从充电模块和系统的角度对充电桩的改造,以及充电桩如何设计英规未来电动汽车做了专业...

发表于 2016-05-25 09:12 727次阅读
如何应对电动汽车的超级充电要求?

无线充电技术已成熟?离真正起飞还有多久

接下来几年,由于笔记型电脑开始支援无线充电接收功能,公共场所布建无线充电发送设备的需求将出现快速成长...

发表于 2016-05-12 17:18 754次阅读
无线充电技术已成熟?离真正起飞还有多久

降电阻派VS降电流派,两大种类装置的技术对决

快充技术涉及到两大模块:一是充电装置,包括充电头、充电线、手机集成电路(IC)及算法;二是电池本身。...

发表于 2016-05-12 11:12 735次阅读
降电阻派VS降电流派,两大种类装置的技术对决

快充标准不一,它们之间能够兼容吗?

在锂电池技术没有大突破、新能源电池尚未应用到电子产品的环境下,续航问题一直困扰着广大手机用户。而快速...

发表于 2016-05-09 14:08 1164次阅读
快充标准不一,它们之间能够兼容吗?

物联兴起,电动车也能装进“口袋”充电

  随着近两年城市交通压力不断增大,选择电动自行车出行的人群越来越多,人们骑着电动车灵活穿梭在堵车的...

发表于 2016-04-22 14:08 367次阅读
物联兴起,电动车也能装进“口袋”充电