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【我是工程師第三季】一步一步PCB優化

只要還是分享一款PCBlayout的細節優化 也歡迎大神們吐槽 謝謝

下面先上個原理圖~type-C的手機車載充電器

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2017-06-16 16:38
沙發
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2017-06-16 17:06

從底層貼片看,1工藝上:C9 R18 R14 TVS F1 Q1nMOSF的方向與過波峰焊的方向不一致,過波峰焊的時候極易導致連錫假焊,C6 R16 R17 R4過爐方向不管是從在還是從右,無疑是被兩sop8的給干死(陰影效應);2電氣上:從原理可以得知U14腳位FB U22腳位協議ICFB,會不會太長??U1的6腳為CS腳靜態電流,下面走了一條不大不小的FB線?再看看一些其它的信號線及主功率線 紋路~~

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2017-06-16 17:09
@154600
沙發
謝謝哈   希望多多指點 感謝~!
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2017-06-17 09:52
@電源網李子
從底層貼片看,1工藝上:C9R18R14TVSF1 Q1nMOSF的方向與過波峰焊的方向不一致,過波峰焊的時候極易導致連錫假焊,C6R16R17R4過爐方向不管是從在還是從右,無疑是被兩sop8的給干死(陰影效應);2電氣上:從原理可以得知U14腳位FBU22腳位協議ICFB,會不會太長[圖片]??U1的6腳為CS腳靜態電流,下面走了一條不大不小的FB線?再看看一些其它的信號線及主功率線紋路~~[圖片][圖片][圖片]

V1版本的改進:1.從工藝上看 C9 R18 F1 Q1nMOSF的方向已改為與過爐方向一致了,工藝好了些許,然而如果過爐方向是從尾端先進去,那么R18 C9會因為Q1的高度而出現陰影效應,所以板子的前端先進入波峰錫爐。TVS瞬態抑制二極管由貼片改為了插件式的,結合現有庫存物料;2.從電氣上看,U1FB與協議ICU2FB的走線,經與原廠資深高工確認,沒有問題,U16腳是靜態點,下面走線也關系不大;再看看紋路 主功率線 熱分布都做了權衡了,還在頂層和底層部分功率線做了裸銅處理,加大散熱面積,降低溫升~~

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gaohq
LV.8
6
2017-06-19 12:14
@電源網李子
V1版本的改進:1.從工藝上看C9R18F1Q1nMOSF的方向已改為與過爐方向一致了,工藝好了些許,然而如果過爐方向是從尾端先進去,那么R18C9會因為Q1的高度而出現陰影效應,所以板子的前端先進入波峰錫爐。TVS瞬態抑制二極管由貼片改為了插件式的,結合現有庫存物料;2.從電氣上看,U1FB與協議ICU2FB的走線,經與原廠資深高工確認,沒有問題[圖片],U16腳是靜態點,下面走線也關系不大;再看看紋路主功率線熱分布都做了權衡了,還在頂層和底層部分功率線做了裸銅處理,加大散熱面積,降低溫升~~[圖片][圖片][圖片]
如果能在PCB圖上把你要講的元件腳圈出來更好,否則是在不知道你在講啥,密密麻麻都是焊盤或則元件腳很難去辨識。
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德克
LV.4
7
2017-06-20 15:46
@gaohq
如果能在PCB圖上把你要講的元件腳圈出來更好,否則是在不知道你在講啥,密密麻麻都是焊盤或則元件腳很難去辨識。
有道理  這板是用DXP畫的嗎
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2017-06-24 17:19
@德克
有道理 這板是用DXP畫的嗎
Protel99se畫的,謝謝!
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2017-06-24 17:21
@gaohq
如果能在PCB圖上把你要講的元件腳圈出來更好,否則是在不知道你在講啥,密密麻麻都是焊盤或則元件腳很難去辨識。
接下來的圈出   謝謝提醒!
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2017-06-26 11:07
@電源網李子
V1版本的改進:1.從工藝上看C9R18F1Q1nMOSF的方向已改為與過爐方向一致了,工藝好了些許,然而如果過爐方向是從尾端先進去,那么R18C9會因為Q1的高度而出現陰影效應,所以板子的前端先進入波峰錫爐。TVS瞬態抑制二極管由貼片改為了插件式的,結合現有庫存物料;2.從電氣上看,U1FB與協議ICU2FB的走線,經與原廠資深高工確認,沒有問題[圖片],U16腳是靜態點,下面走線也關系不大;再看看紋路主功率線熱分布都做了權衡了,還在頂層和底層部分功率線做了裸銅處理,加大散熱面積,降低溫升~~[圖片][圖片][圖片]

V2版本:1.工藝上和V1的一樣沒有太大的改變;2.電氣上,V1和V2的輸出正極環路走得太長了(圖一頂層黑色標線),然而V2并沒有做出優化處理,圖3絲印Q2和U2位置作了位置調換,V1沒有改動的原因是因為考慮到FB信號線走得太長引入的干擾太大,環路不穩定所以沒有對調位置,FB線如圖一,位置對調后圖二,輸出Pmosf走線和輸出U2的信號線已經分開且明顯短、粗了,溫度會更好。圖四,為了增加散熱面積  在頂層作了漏銅處理,然而頂層裸銅會出現與磁環短路隱患,(如果磁環漆包線絕緣不好,或是工藝導致絕緣性能下降,或是其它原因,輻射面積也會加大)~

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2017-06-26 14:39
@電源網李子
V2版本:1.工藝上和V1的一樣沒有太大的改變;2.電氣上,V1和V2的輸出正極環路走得太長了(圖一頂層黑色標線),然而V2并沒有做出優化處理,圖3絲印Q2和U2位置作了位置調換,V1沒有改動的原因是因為考慮到FB信號線走得太長引入的干擾太大,環路不穩定所以沒有對調位置,FB線如圖一,位置對調后圖二,輸出Pmosf走線和輸出U2的信號線已經分開且明顯短、粗了,溫度會更好。圖四,為了增加散熱面積 在頂層作了漏銅處理,然而頂層裸銅會出現與磁環短路隱患,(如果磁環漆包線絕緣不好,或是工藝導致絕緣性能下降,或是其它原因,輻射面積也會加大)~[圖片][圖片][圖片][圖片]

V3版本:主要是在電氣layout上面作調整,圖一:在V1和V2的基礎上把輸出環路縮短了,然而FB采樣還是沒有變動,雖然原廠資深高級工程師說影響不大,但憑“感覺”到時候會出現電壓采樣異常情況;CS電流采樣也做了紋路處理,QC3.0的信號在V2的基礎上沒有變動,畢竟已經沒有其它優化的思路了;散熱處理頂層還是沒有取消,最后決定在鐵硅鋁磁環上套UL絕緣套管,排除隱患,雖然成本上去了。

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2017-06-26 15:27
@電源網李子
V3版本:主要是在電氣layout上面作調整,圖一:在V1和V2的基礎上把輸出環路縮短了,然而FB采樣還是沒有變動,雖然原廠資深高級工程師說影響不大,但憑“感覺”到時候會出現電壓采樣異常情況;CS電流采樣也做了紋路處理,QC3.0的信號在V2的基礎上沒有變動,畢竟已經沒有其它優化的思路了;散熱處理頂層還是沒有取消,最后決定在鐵硅鋁磁環上套UL絕緣套管,排除隱患,雖然成本上去了。[圖片][圖片][圖片]

V4版本:1.制成工藝基本是沒有改動,基本是結合過爐方向一致性優化處理;2.電氣上面,把電氣電流流向重新改了一遍(大改),紋路就這樣了;雖然原廠資深高級工程師都說電壓反饋環FB的走線沒有問題,但最終“感覺”還是有隱患,最后還是作出了調整;mosfD極的走線面積也縮小了,只走了底層,避免輻射干擾太大,并在底層裸銅加大散熱面積,排除因溫度過高導致產品OTP或異常;為了節省成本,頂層漏銅已經刪除,畢竟套UL熱縮套管成本也會增加;然而部分器件因陰影效應的存在還是沒有解決~  就這樣板子最終已經改完了!

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2017-06-26 20:25
@電源網李子
V4版本:1.制成工藝基本是沒有改動,基本是結合過爐方向一致性優化處理;2.電氣上面,把電氣電流流向重新改了一遍(大改),紋路就這樣了;雖然原廠資深高級工程師都說電壓反饋環FB的走線沒有問題,但最終“感覺”還是有隱患,最后還是作出了調整;mosfD極的走線面積也縮小了,只走了底層,避免輻射干擾太大,并在底層裸銅加大散熱面積,排除因溫度過高導致產品OTP或異常;為了節省成本,頂層漏銅已經刪除,畢竟套UL熱縮套管成本也會增加;然而部分器件因陰影效應的存在還是沒有解決~ 就這樣板子最終已經改完了![圖片][圖片][圖片][圖片]

為了達到layout的最終結果,上傳幾張調試好的照片和輸入DC15V 輸出5V3A滿載時候的前Nmosf的VDS的波形和VGS的波形,調試過程和其它就不一一上傳了或分享了  (QC3.0 and type-c車載充電器) 結案~謝謝

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wp153453278
LV.2
14
2017-06-29 14:58
在用這個東西,學習一下
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gzsouth
LV.4
15
2022-04-15 10:57
@電源網李子
Protel99se畫的,謝謝!

請問樓主有沒有Type C母座封裝發給我用用啊!99SE的。

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