Comentarios sobre el diseño de PCB para Half-Bridge

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Este es mi primer diseño de diseño de PCB. Hice esto en EAGLE y estoy buscando algunos comentarios. Tenga en cuenta que este es mi primer diseño de PCB, así que no conozco ninguna "regla de oro". El circuito es simplemente un medio puente MOSFET conducido por IR2113. También he incluido el esquema .

Aquí hay un enlace a la primera versión de la pizarra.

Aquí hay una edición revisada del diseño de PCB. Me aseguré de que todas las curvas de 90 grados fueran ahora 45. Mi única preocupación son las uniones en T, ¿son una mala práctica? Si es así, ¿qué debo hacer al respecto?

En segundo lugar, X1-1 (hacia la derecha de la placa) es Vcc y X1-2 es la tierra. X2 es la salida del Half-bridge. Estos conectores son simples terminales de tornillo. X3 es la entrada a los pines Alto, Bajo y SD del IR2113. Tengo la intención de conectar estos a un microcontrolador AVR. LED1 y LED2 sirven para indicar qué MOSFET está activo, ya que es solo una placa de demostración que estoy haciendo para ver qué tan exitoso soy en entender cómo funciona el Half-bridge. Más adelante, lo expandiré a un Full-Bridge (o, mejor dicho, a que cree el Full-Bridge antes de hacer un Half-bridge?)

Estaré grabando el PCB usando cloruro de hierro. Teniendo en cuenta esto, ¿los anchos de pista ahora parecen más razonables?

    
pregunta Saad

4 respuestas

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Desea reducir el número de esquinas y enderezar algunos de sus componentes.

  1. La traza de R1 hacia abajo quiere mover una fracción a la izquierda para eliminar la torsión cuando sale de la resistencia.

  2. C2 se puede mover hacia arriba, y las dos trazas paralelas del pin negativo se pueden combinar en una.

  3. D1 puede moverse una fracción a la derecha para deshacerse de esa pequeña curva de 90 grados cuando la traza del 4561 pin 3 ingresa.

Los he marcado en tu foto:

Algunosotrospensamientos:

  • Tambiénpuedequerertenersusesquinasa45grados,noa90grados(inglete).Noestoycompletamentesegurodeporquélagentehaceesto,peropormipartecreoquesevemejor.Porsupuesto,podríarompercontodaslasconvencionesyusarlaslíneasde"Cualquier dirección", pero creo que parece amateur.

  • Tienes mucho espacio desperdiciado en el tablero. La junta cuesta dinero. Cuanto más pequeño sea el diseño, menos tabla utilizas, más barato costará.

  • Si está pensando en grabar esto usted mismo, puede pensar en aumentar un poco sus huellas para asegurarse de que se transfieran correctamente y graben bien.

Ah, y lo más importante:

  • ¿Dónde están tus entradas y salidas? Veo el núcleo del circuito, pero no hay Vcc, ni GND, ni HIN / LIN / SD en el chip.
respondido por el Majenko
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Primeras reacciones:

  • Para una placa tan grande para los componentes que tiene, IC1 se sienta incómodamente cerca del borde (¡casi se cae!)
  • Veo dos transistores de gran potencia con solo rastros estrechos de sus almohadillas.

Pero, por supuesto, el comentario de Matt sobre los conectores que faltan en el mundo exterior es el más importante. Es obvio que los necesitará para usar el tablero, pero también son importantes para el diseño.
Siempre trato de dibujar mi esquema de tal manera que la corriente fluya naturalmente de izquierda a derecha (es decir, sin hacer demasiados giros innecesarios), y lo uso como base para el diseño de PCB. Por lo tanto, coloque todos los conectores en un lado, de modo que la corriente siga una forma de "U" en la placa, o los coloque en lados opuestos, de modo que la corriente fluya de izquierda a derecha (de arriba a abajo, lo que sea).

Es tu primera tabla, no muchas partes, por lo que puedes permitirte espaciarlas como lo hiciste. Pero incluso con las mismas dimensiones, los ubicaría más cerca . Es una buena práctica para el rompecabezas que la ubicación de los componentes se convierta en proyectos futuros, y para algunos componentes, como el desacoplamiento de los condensadores, es obligatorio. Excepción a la regla de "estar juntos": los componentes de potencia necesitan espacio para que puedan drenar su calor y no se dirijan a otros componentes que no les gustarán.
Colocarlos más cerca en el centro del tablero también deja mucho espacio para los orificios de montaje , que no tiene ahora. Por lo general, taladro agujeros de 4 mm para tornillos M3.

Hablando de poder. En su esquema, marque las redes que transmiten corrientes altas (algunos programas de EDA le permiten usar colores o anchos de red personalizados, no sé si Eagle tiene esta función). Use trazas más amplias para esas redes en la PCB, incluso si solo necesita 500 mA. Te lo puedes permitir.

Luego están los detalles a los que Matt también se refiere. Como la traza vertical que va de IC1 a R1. Si lo mueve unos pocos milímetros hacia la izquierda, puede deshacerse del ángulo de 90 grados superfluo cerca de R1. También los trazos verticales en el ánodo de D1: intente dejarlos correr en una línea, sin giros innecesarios .
Y nadie parece saber exactamente por qué , pero los ángulos de 90 grados casi siempre son achaflanados a 45 grados. Puede tener que ver con la estética ;-).

Y, por último, mantenga los trazos de alta corriente (y alta frecuencia) cortos . No los dejes correr por todo el lugar. Nuevamente, si su software EDA lo admite, use colores personalizados para los rastros de alta corriente. Verás inmediatamente dónde puedes optimizar.
El consejo de mantener las huellas cortas puede parecer contradictorio para dejar que fluya de izquierda a derecha, pero el punto es no dejar que las trazas hagan giros y vueltas innecesarios . Para una aplicación de potencia, probablemente sea mejor tener conectores de entrada y salida uno al lado del otro y los transistores cerca.

¡Éxito!

    
respondido por el stevenvh
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Este es un comentario a la segunda versión.

Mucho mejor ya, ¿no te parece? ;-)

Todavía algunas observaciones:

  • El área alrededor de Q1 y Q2. Estos se superponen con R3 y R4, lo que sugiere que desea montar Q1 y Q2 en posición vertical. Pero entonces, ¿por qué tienes los agujeros de montaje? Además, elige otra forma de la biblioteca si quieres montarlas en posición vertical, esto es confuso. Si quieres montarlos como se dibuja, tendrás que mover R3 y R4, y LED1 también: también se superpone un poco.
  • La traza entre el pin 3 y el pin 9 de IC1 se acerca demasiado a las almohadillas del pin 4 y el pin 10. Tendrá que comenzar y terminar verticalmente y hacer la conexión a través de una línea "S".
  • Giraría X2 para que los cables entren perpendiculares a la placa, como X1 y X3.
  • Puede acortar la traza del pin 13 de IC1 a X2 iniciándolo desde debajo del IC. (punto menor)
  • estética (así que eso también es menor): alinearía ambos LEDs.
  • Una nota menor sobre los designadores de referencia: no es obligatorio, pero los refdes usualmente comienzan con una sola letra, como "D" para todos los diodos, incluidos los LED, y "U" para los IC. Es posible que en futuros tableros no tenga espacio para imprimir los números de tipo ("IRFI540NPBF"); por lo general, solo los refdes y el contorno del componente están impresos en la capa de seda.

¡Ahora solo hay un agujero de montaje en cada esquina y listo!

    
respondido por el stevenvh
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Respondiendo a la segunda versión, estoy notando una gran cantidad de rastros largos que serpentean cuando no es necesario. Añaden una inductancia innecesaria en el circuito que puede afectar la sincronización de su interruptor. Por ejemplo, la traza que viene desde el pin 2 de X1 en bucle para encontrarse con el pin 13 del DIP no necesita ser tan larga. En lugar de bajar, luego a la izquierda, luego hacia arriba, puede conectarlo a la traza entre los pines 2 y 13 en el DIP. Recomendaría hacer la traza diagonal para que sea lo más corto posible. También intentaría reorganizar un poco para acortar la traza entre el pin 5 del DIP y el FET (se mueve hacia arriba y alrededor). También mire la traza que va desde el pin 1 de X2 hasta el FET de la derecha. En lugar de ir hacia arriba y hacia abajo, ¿por qué no acortar la trayectoria tomando una trayectoria diagonal? Eso también lo mantendría un poco más alejado del orificio de montaje, lo que definitivamente recomendaría. Además, tiene componentes que se superponen: el FET de la izquierda está superponiendo el primer LED y una resistencia, y el FET de la derecha está superponiendo a otra resistencia. Esto definitivamente necesita ser arreglado Una nota final (y esto es solo que soy exigente), sugeriría alinear sus componentes un poco más ordenadamente. En lugar de tener los conectores (X3 y X1) compensados, intentaría alinearlos lado a lado en el borde de la placa. También los LED están girados 90 grados entre sí. Si puede organizarlo de tal manera que los marcadores de cátodo (lado plano de la caja del LED) estén orientados en la misma dirección, definitivamente sería preferible.

Las uniones T deben estar bien. Espero que esto ayude!

EDITAR: ¿Ha ejecutado la herramienta DRC (Design Rule Check) de Eagle? Eso le dirá si tiene algún problema real con el tablero, ya sea por el despeje, la superposición, etc. Definitivamente recomiendo que lo ejecute en su tablero.

    
respondido por el DerStrom8

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