5项目五 电源切换装置的电路设计

项目五

电源切换装置的电路设计项目描述

本项目利用AltiumDesigner设计软件完成电源切换装置的双面PCB设计。

通过本项目使学生进一步掌握原理图库元件的创建方法、根据实际元件确定元件的封装及创建方法，重点学习强电和弱电混合电路的布局方法，布线规则设置及手工布线布线的要求。项目分析本项目绘制的原理图如图5-1所示。印制板设计的要求如下：①印制板尺寸：长：95mm、宽：85mm，安装孔位置与孔径如图5-2所示。图5-2②设计成双面板。③把220V交流电的进线端、滤波输出端要分开放置。④元器件尽量放置在顶层。项目实施一、创建原理图符号库原理图符号创建的步骤如图5-3所示。1.创建U1（PS2705-1）的电路符号待绘制的PS2705-1的电路图符号如图5-4所示。图5-3图5-4①启动软件②在设计环境中，执行菜单命令File→New→Library→SchematicLibrary将其命名为“电源切换装置.Schlib”。③执行菜单命令Tools→RenameComponent，在弹出的元件命名对话框中输入“PS2705-1”。④单击元件绘制工具栏的按钮，绘制一个长8格，宽5格的矩形方框。⑤原理图库文件MiscellaneousDevices.IntLib中的“LED0”和“NPN”符号拷贝到本原理图符号创建界面进行修改。⑥单击元件绘制工具栏的按钮放置引脚。⑦双击PS2705-1，进行元器件属性设置。2.创建U3（74AHC1G14）的电路符号74AHC1G14是反相施密特触发器，其电路符号如图5-13所示。3.创建U4（74AHC1G08）的电路符号74AHC1G08是2输入与门，其电路符号如图5-14所示。4.创建U9（DB106S）的电路符号DB106S是1A单相整流桥，其电路符号如所示。图5-14图5-155.创建D10（TFMBJ40CA）的电路符号TFMBJ40CA是瞬态抑制二极管，其电路符号如所示。二、绘制电路原理图1.新建原理图文件2.加载元器件库3.放置元器件符号4.绘制导线图5-165.放置接地符号6.编译检查三、创建元器件封装库本项目中的相关元器件要自己制作封装。元器件在进行封装设计前应根据设计元件确定封装参数，元器件封装参数由以下四部分组成：①元器件引脚间距离。②焊盘孔径（针对插接式元件）与焊盘直径③元器件轮廓。④与元器件电路符号引脚之间的对应。1．电解电容C19和C14封装（1）实际测量参数电解电容C19的实物图片如图5-19所示，其测量参数如下：①元器件引脚间距离：大约为5mm。②引脚孔径：大约为0.8mm。图5-19③元器件轮廓：半径大约为6.5mm的圆。④与元器件电路符号引脚之间的对应：正极焊盘的焊盘序号Designator的值为1，负极焊盘的焊盘序号Designator的值为2。（2）绘制电解电容C19封装符号C19的封装符号如图5-20所示。①启动元器件封装库编辑器。②放置焊盘并设置参考点。图5-20③绘制轮廓线。④元件封装重命名。2.无极性电容C2、C5和C20的封装C2的封装符号如图5-24所示，其参数如下：①元器件引脚间距离：大约为10.16mm。②引脚孔径为35mil，焊盘直径：70mil。③元器件轮廓：长500mil，宽114mil。④焊盘序号Designator的值分别为1和2。图5-243．连接器JP2的封装绘制2针连接器的封装符号如图5-26所示。其封装参数如下：①元器件引脚间距离：大约为200mil。②引脚孔径为62.5mil，焊盘直径为110mil，形状是圆形。③元器件轮廓：长10mm，宽10mm。④焊盘序号Designator的值分别为1和2。图5-264．U8（LM7812）的封装绘制装有YA系列散热片LM7812的封装尺寸如图5-30所示。5．其他通孔插装元器件封装绘制6．整流二极管1N4007封装的绘制图5-30贴片整流二极管1N4007的封装图形（图5-36）及尺寸。其封装参数如下：①元器件引脚间距离为195mil。②元器件引脚孔径为0mil，焊盘长80mil，宽75mil，形状是长方形。焊盘设置在顶层TopLayer③元器件轮廓：轮廓是两个半包围图形，半包围长2.8mm，宽4mm。④焊盘序号Designator的值分别为A和K。图5-367．贴装整流桥DB106S封装的绘制DB106S的封装如图5-38所示。8．光耦三极管PS2705-1封装绘制PS2705-1的封装如图5-39所示图5-38图5-399．2输入与门74AHC1G08和反相施密特触发器74AHC1G14的封装绘制封装如图5-40所示四、添加封装五、PCB设计准备图5-401.规划电路板（1）设置原点（2）将计量单位转换为公制（3）在禁止布线层绘制物理边界（4）放置安装孔2.加载封装库和网络表六、元器件布局1.布局要求（1）布局方法（2）布局要求①本电路板在布局时如果在顶层能够完成元件的布局。②布局时应将高压交流与低压直流部分分开。③连接器JP1~JP3应布放在电路板的边缘，且JP1、JP3应布放在高压交流侧，JP2布放在低压直流侧。④5V电源的高频滤波电容C4应尽量靠近U5的16脚，起到电源退耦的作用。⑤滤波电容C19应靠近整流桥放置，这样滤波的效果会更好。⑥7805的保护二极管D5和7812的保护二极管D6应分别靠近各自保护的三端稳压器的输入和输出端。2.手工布局（1）确定连接器JP1~JP3的位置（2）高低压要分开（3）电容C4的放置（4）二极管D5的布放位置整个电路的最终布局如图5-49所示。图5-49七、手工布线1.布线方法2．设置布线规则（1）线宽设置将整板的最小线宽设置为15mil、参考线宽设置为25mil、最大线宽设置为40mil。（2）过孔设置过孔直径设置为20mil，过孔孔径设置为12mil3.手工布线设置好布线规则后，接下来进行手工布线。布线时，顶层尽量按水平方向走线，底层按垂直方向走线。本项目的布线参