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硬禾实战营项目展示——电源设计项目流程
2015年05月20日
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硬禾实战营

写在开始之前:细节就是魔鬼,不能将就自己.

从功能需求开始:

初定这个电源设计的项目时的目标是做一个将USB电源输入转为5V,-5V,3.3V,1.2V的输出,同时在USB断电时,能用电池继续为系统供电,保证系统的正常工作。

 

系统功能模块框图:

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各个功能模块的器件选型:

选型流程:根据不同功能模块的性能要求到MOUSER ELECTRONIC,DigiKey 上查找所需的器件,下载Datasheet,阅读并最终确定核心器件。综合考虑性能,价格,采购途径,采购难度等。

 

确定应用电路:可以根据Datasheet上提供的应用电路结合自己的需求选择合适的应用电路。

 

原理图库与封装库的建立:

建立原理图库的步骤:

1:新建一个原理图库SCH LIB,并命名。

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2:在这个原理图库里添加新的元器件:根据元器件的外形绘制符号形状,并添加管脚。并在Library Component Properties里添加对器件(Component)的Default Designator(标识),Description(描述),Parameters里添加比如Footprint,Manufacture,Part Number,Value等重要参数。以上的这些参数最好在建库阶段全部做好,便于后面生成BOM表采购清单。

PS:

description里面应该对器件的关键参数做一个说明:比如电阻的精度,电容的耐压值,LED的颜色。

Default Designator(标识)有一定的命名规则,比如电阻用R?,电容用C?.

Manufacture注明器件的生产厂商。

Part Number 是器件的物料号,在厂家那里这是器件的唯一标识。

 

PCB库的建立流程:

1:一般可以通过Compliant Footprint Wizard以及芯片Datasheet上的参数建立PCB封装。

2:分立器件(电阻电容二极管)的封装可以考虑自己绘制,或者直接从官方给的库里复制粘贴过来。要注意的是,封装不一定要严格按照给定的参数画,有时候为了焊接方便,可以适当延长焊盘的长度。

 

建立好原理图库以及封装库后,再回到原理图库里为每个器件添加封装。

 

绘制原理图:

准备工作:首先新建一个工程Project(ECBC_PowerDesign),将上面建立的原理图库和PCB库添加到Project下,再添加一个原理图到Project 的Source Documents .

 

原理图绘制流程:先布局再连线。

 

PCB图绘制:

新建一个PCB文件添加到项目下,在Keep_Out Layer以及Mechanical1层用Line画出板子形状并在design 目录下选择Board Shape下的Define From Selected Objects只留下板子需要的PCB。

 

选定一个原点:在Edit目录下的Origin下设定原点,一般选择为PCB板的左下角。

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将原理图Update到PCB图上,然后进行布局布线。

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以上是这个电源项目的一个流程简要介绍。下面是对整个项目涉及到的要点的总结:

1 原理图绘制

1.1 规范化问题

1.1.1 原理图库的规范化

管脚标号的命名要统一;

器件的尺寸,引脚间距要合适,便于后面画原理图时器件的摆放,图纸的美观。引脚在网格上,便于对齐;

器件的参数要在建完库后立马添加上,如Footprint,Value,Description,Part Number等,有利于后期BOM表的生成;

1.1.2 原理图绘制的规范化

器件放置:器件按模块集中放置。模块间按信号流向摆放。器件之间对齐有序。器件应占据图纸的大部分,不拥挤也不留太多空白;

连线规则:不同器件应由导线相连,不能管脚与管脚直接对接。网络标签要躺在导线上;

网络标签的使用:网络标签的命名要规范。模块间建议用导线直接相连,除非导线太长,太绕。模块内建议都用导线相连,除非导线的连接会引起误解,不美观,才考虑用网络标签;

注释的重要性:模块要有简洁的模块名称,便于他人阅读。元器件的标识,值,要统一原则放置;

1.2 版本控制

有较大的修改时建议另存一个版本。版本控制有利于后期的BUG查找以及写总结;

1.3 美的问题

原理图应该让人一眼看上去觉得舒服。

 

2 PCB绘制:

2.1布局

建议以功能模块为单位进行布局。再按信号流摆放,调整模块的位置。大体布局后在调整模块内的器件间距;

2.2 布线

先完成各个模块内的连线,要考虑连线的次序,把后面比较难处理的线先连了。较简单的线实在绕不过去就打过孔走背面;

2.3 丝印

丝印的摆放原则:让自己在焊接时能轻易识别器件的对应关系,合适的注释有利于后期的调试;

 

3 焊接

3.1 焊接顺序

按信号流的先后进行整个模块的焊接。先芯片后器件。先焊接低,小的器件,在焊接高,大的器件;

3.2 焊接中的注意要点

拿到板子第一步测量电源与地是否短路;

每完成一个器件的焊接要马上检查是否虚焊,短路。有方向性的器件确认方向是否摆放正确;

确保工作台上只有一类器件,避免混淆;

器件盒的器件摆放的顺序要讲究,把可能弄混的器件距离远点放;

 

4 调试

每完成一个模块的焊接就进行调试,调试通了时候再进行下一个模块的焊接。完成各个模块的焊接后再按照信号流的顺序连接模块并进行调试。忌讳一次性将所有的器件焊完,再进行调试,一旦出现BUG就祝你好运了。

 

以上就是三毛做这次的电源模块的所有总结,希望我罗列的项目流程以及总结能对你有所帮助。

(硬禾实战营学员:黄伟清)

 

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