电力电子课程设计的基于集成电路的电流可逆斩波电路仿真有哪些关键要点？

导读：" 电力电子课程设计的基于集成电路的电流可逆斩波电路仿真有哪些关键要点？1.选取合适的集成电路：在电流可逆斩波电路的仿真设计中，首先需要选择适用的集成电路。常见的选择包括MOSFET、IGBT等。根据具体需求和设计要求，选取合适的集成电路是关键的一步。2.电路拓扑结"

电力电子课程设计的基于集成电路的电流可逆斩波电路仿真有哪些关键要点？

　　1.选取合适的集成电路：在电流可逆斩波电路的仿真设计中，首先需要选择适用的集成电路。

　　常见的选择包括MOSFET、IGBT等。

　　根据具体需求和设计要求，选取合适的集成电路是关键的一步。

　　2.电路拓扑结构设计：根据设计需求，确定电流可逆斩波电路的拓扑结构，包括选择全桥、半桥还是其他结构。同时，需要确定电路中的滤波电感、电容等元件的数值和连接方式。

　　3.控制策略设计：电流可逆斩波电路的控制策略对于性能和效率的影响非常重要。

　　在仿真设计中，需要确定合适的控制策略，比如基于PWM调制的控制方法。

　　同时，还需要确定控制参数的数值，如占空比、频率等。

　　4.仿真软件选择：在进行电流可逆斩波电路的仿真设计时，选择合适的仿真软件是必不可少的。常见的仿真软件包括PSIM、PSCAD等，根据个人的熟悉程度和仿真需求，选择合适的软件进行仿真设计。

　　5.仿真模型建立：在进行电流可逆斩波电路的仿真设计时，需要建立准确的仿真模型。根据选取的集成电路和电路拓扑结构，建立相应的模型，包括各个元件的参数和连接方式。

　　6.仿真结果分析：仿真设计完成后，需要对仿真结果进行深入分析。

　　比如，分析电流、电压波形等参数，评估电路的性能和稳定性。

　　同时，可以通过调整控制参数，优化电路的性能。

　　7.结果验证与改进：仿真结果的准确性对于电流可逆斩波电路的设计非常重要。

　　因此，在仿真设计完成后，需要对仿真结果进行验证。

　　可以与理论计算结果或者实际实验数据进行比较，验证仿真结果的准确性。

　　如果存在差异，可以进一步改进电路的设计和参数设置。

　　总结：电力电子课程设计中，基于集成电路的电流可逆斩波电路的仿真设计有许多关键要点。

　　其中，选取合适的集成电路、设计合理的电路拓扑结构、确定合适的控制策略、选择合适的仿真软件等是非常重要的。

　　通过建立准确的仿真模型，分析仿真结果，并进行验证和改进，可以提高电路设计的准确性和性能。

...基于集成电路的电流可逆斩波电路仿真(电源:220V;电机:110V, 10A,I...

电气原理图设计为满足生产机械及工艺要求闭纤进行的电气控制电路的设计电气工艺设计为电气控制装置的制造,使用,运行,维修的需要进行的生产施工设计第一节电气控制设计的原则和内容一,电气控制设计的原则1)最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求2)在满足要求的前提下,使控制系统简单,经济,合理,便于操作,维修方便,安全可靠3)电器元件选用合理,正确,使系统能正常工作4)为适应工艺的改进,设备能力应留有裕量二,电气控制设计的基本内容1.电气原理图设计内容1)拟定电气设计任务书2)选择电力拖动方案和控制方式3)确定电动机的类型,型号,容量,转速4)设计电气控制原理图5)选择电器元件及清单6)编写设计计算说明书2.电气工艺设计内容1)设计电气设备的总体配置,绘制总装配图和总接线图2)绘制各组件电器元件布置图与安装接线图,标明安装方式,接线方式3)编写使用维护说明书第二节电力拖动方案的确定和电动机的选择一,电力拖动方案的确定1,拖动方式的选择2,调速方案的选择3,电动机调速性质应与负载特性相适应二,拖动电动机的选择(一)电动机选择的基本原则1)电动机的机械特性应满足生产机械的要求,与负载的特性相适应2)电动机的容量要得到充分的利用3)电动机的结构形式要满足机械设计的安装要求,适合工作环境4)在满足设计要求前提下,优先采用三相异步电动机(二)根据生产机械调速要求选择电动机一般---三相笼型异步电动机,双速电机调速,起动转矩大---三相笼型异步电动机调速高---直流电动机,变频调速交流电动机(三)电动机结构形式的选择根据工作性质,安装方式,工作环境选择(四)电动机额定电压的选择(五)电动机额定转速的选择(六)电动机容量的选择1,分析计算法:此外,还可通过对长期运行的山态敬同类生产机械的电动机容量进行调查,并对机械主要参数,工作条件进行类比,然后再确定电动机的容量.第三节电气控制电路设计的一股要求一,电气控制应最大限度地满足生产机械加工工艺的要求设计前,应对生产机械工作性能,结构特点,运动情况,加工工艺过程及加工情况有充分的了解,并在此基础上设计控制方案,考虑控制方式,起动,制动,反向和调速的要求,安置必要的联锁与保护,确保满足生产机械加工工艺的要求.二,对控制电路电流,电压的要求应尽量减少控制电路中的电流,电压种类,控制电压应选择标准电压等级.电气控制电各常用的电压等级如表10-2所示.三,控制电路力求简单,经济1.尽量缩短连接导线的长度和导线数量设计控制电路时,应考虑各电器元件的安装立置,尽可能地减少连接导线的数量,缩短连接导线的长度.如图10-l.2.尽量减少电器元件的品种,数量和规格同一用途的器件尽可能选用同品牌,型号的产品,并且电器数量减少到最低限度.3.尽量减少电器元件触头的数目.在控制电路中,尽量减少触头是为了提高电路运行的可靠性.例如图10-2a所示.4.尽量减少通电电器的数目,以利节能与延长电器元件寿命,减少故障.如图10-3a所示.四,确保控制电路工作的安全性和可靠性1.正确连接电器的线圈在交流控制电路中,同时动作的两个电器线圈不能串联,两个电磁线圈需要同时吸合时其线圈应并联连接,如图10-4b所示.在直流控制电路中,两电感值相差悬殊的直流电压线圈不能并联连接.2正确连接电器元件的触头设计时,应使分布在电路中不同位置的同一电器触头接到电源的同一相上,以避免在电逗慎器触头上引起短路故障.3防止寄生电路在控制电路的动作过程中.意外接通的电路叫寄生电路.4.在控制电路中控制触头应合理布置.5.在设计控制电路中应考虑继电器触头的接通与分断能力.6,避免发生触头"竞争","冒险"现象竞争:当控制电路状态发生变换时,常伴随电路中的电器元件的触头状态发生变换.由于电器元件总有一定的固有动作时间,对于一个时序电路来说,往往发生不按时序动作的情况,触头争先吸合,就会得到几个不同的输出状态,这种现象称为电路的"竞争".冒险:对于开关电路,由于电器元件的释放延时作用,也会出现开关元件不按要求的逻辑功能输出,这种现象称为"冒险".7.采用电气联锁与机械联锁的双重联锁.五,具有完善的保护环节电气控制电路应具有完善的保护环节,常用的有漏电保护,短路,过载,过电流,过电压,欠电压与零电压,弱磁,联锁与限位保护等.六,要考虑操作,维修与调试的方便第四节电气控制电路设计的方法与步骤一,电气控制电路设计方法简介设计电气控制电路的方法有两种,一种是分析设计法,另一种是逻辑设计法.分析设计法(经验设计法):根据生产工艺的要求选择一些成熟的典型基本环节来实现这些基本要求,而后再逐步完善其功能,并适当配置联锁和保护等环节,使其组合成一个整体,成为满足控制要求的完整电路.逻辑设计法:利用逻辑代数这一数学工具设计电气控制电路.在继电接触器控制电路中,把表示触头状态的逻辑变量称为输人逻辑变量,把表示继电器接触器线圈等受控元件的逻辑变量称为输出逻辑变量.输人,输出逻辑变量之间的相互关系称为逻辑函数关系,这种相互关系表明了电气控制电路的结构.所以,根据控制要求,将这些逻辑变量关系写出其逻辑函数关系式,再运用逻辑函数基本公式和运算规律对逻辑函数式进行化简,然后根据化简了的逻辑关系式画出相应的电路结构图,最后再作进一步的检查和优化,以期获得较为完善的设计方案.二,分析设计法的基本步骤分析设计法设计电气控制电路的基本步骤是:l)按工艺要求提出的起动,制动,反向和调速等要求设计主电路.2)根据所设计出的主电路,设计控制电路的基本环节,即满足设计要求的起动,制动,反向和调速等的基本控制环节.3)根据各部分运动要求的配合关系及联锁关系,确定控制参量并设计控制电路的特殊环节.4)分析电路工作中可能出现的故障,加入必要的保护环节.5)综合审查,仔细检查电气控制电路动作是否正确关键环节可做必要实验,进一步3.设计控制电路的特殊环节第五节常用控制电器的选择一,接触器的选择一般按下列步骤进行:1.接触器种类的选择:根据接触器控制的负载性质来相应选择直流接触器还是交流接触器;一般场合选用电磁式接触器,对频繁操作的带交流负载的场合,可选用带直流电磁线圈的交流按触器.2.接触器使用类别的选择:根据接触器所控制负载的工作任务来选择相应使用类别的接触器.如负载是一般任务则选用AC—3使用类别;负载为重任务则应选用AC-4类别,如果负载为一般任务与重任务混合时,则可根据实际情况选用AC—3或AC-4类接触器,如选用AC—3类时,应降级使用.3.接触器额定电压的确定:接触器主触头的额定电压应根据主触头所控制负载电路的额定电压来确定.4.接触器额定电流的选择一般情况下,接触器主触头的额定电流应大于等于负载或电动机的额定电流,计算公式为式中I.——接触器主触头额定电流(A);H——经验系数,一般取l～1.4;P.——被控电动机额定功率(kw);U.——被控电动机额定线电压(V).当接触器用于电动机频繁起动,制动或正反转的场合,一般可将其额定电流降一个等级来选用.5.接触器线圈额定电压的确定:接触器线圈的额定电压应等于控制电路的电源电压.为保证安全,一般接触器线圈选用110V,127V,并由控制变压器供电.但如果控制电路比较简单,所用接触器的数量较少时,为省去控制变压器,可选用380V,220V电压.6.接触器触头数目:在三相交流系统中一般选用三极接触器,即三对常开主触头,当需要同时控制中胜线时,则选用四极交流接触器.在单相交流和直流系统中则常用两极或三极并联接触器.交流接触器通常有三对常开主触头和四至六对辅助触头,直流接触器通常有两对常开主触头和四对辅助触头.7.接触器额定操作频率交,直流接触器额定操作频率一般有600次/h,1200次/h等几种,一般说来,额定电流越大,则操作频率越低,可根据实际需要选择.二,电磁式继电器的选择应根据继电器的功能特点,适用性,使用环境,工作制,额定工作电压及额定工作电流来选择.1.电磁式电压继电器的选择根据在控制电路中的作用,电压继电器有过电压继电器和欠电压继电器两种类型.表10-3列出了电磁式继电器的类型与用途.交流过电压继电器选择的主要参数是额定电压和动作电压,其动作电压按系统额定电压的1.l-1.2倍整定.交流欠电压继电器常用一般交流电磁式电压继电器,其选用只要满足一般要求即可,对释放电压值无特殊要求.而直流欠电压继电器吸合电压按其额定电压的0.3-0.5倍整定,释放电压按其额定电压的0.07-0.2倍整定.2.电磁式电流继电器的选择根据负载所要求的保护作用,分为过电流继电器和欠电流继电器两种类型.过电流继电器:交流过电流继电器,直流过电流继电器.欠电流继电器:只有直流欠电流继电器,用于直流电动机及电磁吸盘的弱磁保护.过电流继电器的主要参数是额定电流和动作电流,其额定电流应大于或等于被保护电动机的额定电流;动作电流应根据电动机工作情况按其起动电流的1.回一1.3倍整定.一般绕线型转子异步电动机的起动电流按2.5倍额定电流考虑,笼型异步电动机的起动电流按4-7倍额定电流考虑.直流过电流继电器动作电流接直流电动机额定电流的1.1-3.0倍整定.欠电流继电器选择的主要参数是额定电流和释放电流,其额定电流应大于或等于直流电动机及电磁吸盘的额定励磁电流;释放电流整定值应低于励磁电路正常工作范围内可能出现的最小励磁电流,一般释放电流按最小励磁电流的0.85倍整定.3.电磁式中间继电器的选择应使线圈的电流种类和电压等级与控制电路一致,同时,触头数量,种类及容量应满足控制电路要求.三,热继电器的选择热继电器主要用于电动机的过载保护,因此应根据电动机的形式,工作环境,起动情况,负载情况,工作制及电动机允许过载能力等综合考虑.1.热继电器结构形式的选择对于星形联结的电动机,使用一般不带断相保护的三相热继电器能反映一相断线后的过载,对电动机断相运行能起保护作用.对于三角形联结的电动机,则应选用带断相保护的三相结构热继电器.2.热继电器额定电流的选择原则上按被保护电动机的额定电流选取热继电器.对于长期正常工作的电动机,热继电器中热元件的整定电流值为电动机额定电流的0.95-1.05倍;对于过载能力较差的电动机,热继电器热元件整定电流值为电动机额定电流的0.6一0.8倍.对于不频繁起动的电动机,应保证热继电器在电动机起动过程中不产生误动作,若电动机起动电流不超过其额定电流的6倍,并且起动时间不超过6S,可按电动机的额定电流来选择热继电器.对于重复短时工作制的电动机,首先要确定热继电器的允许操作频率,然后再根据电动机的起动时间,起动电流和通电持续率来选择.四,时间继电器的选择1)电流种类和电压等级:电磁阻尼式和空气阻尼式时间继电器,其线圈的电流种类和电压等级应与控制电路的相同;电动机或与晶体管式时间继电器,其电源的电流种类和电压等级应与控制电路的相同.2)延时方式:根据控制电路的要求来选择延时方式,即通电延时型和断电延时型.3)触头形式和数量:根据控制电路要求来选择触头形式(延时闭合型或延时断开型)及触头数量.4)延时精度:电磁阻尼式时间继电器适用于延时精度要求不高的场合,电动机式或晶体管式时间继电器适用于延时精度要求高的场合.5)延时时间:应满足电气控制电路的要求.6)操作频率:时间继电器的操作频率不宜过高,否则会影响其使用寿命,甚至会导致延时动作失调.五,熔断器的选择1.一般熔断器的选择:根据熔断器类型,额定电压,额定电流及熔体的额定电流来选择.(1)熔断器类型:熔断器类型应根据电路要求,使用场合及安装条件来选择,其保护特性应与被保护对象的过载能力相匹配.对于容量较小的照明和电动机,一般是考虑它们的过载保护,可选用熔体熔化系数小的熔断器,对于容量较大的照明和电动机,除过载保护外,还应考虑短路时的分断短路电流能力,若短路电流较小时,可选用低分断能力的熔断器,若短路电流较大时,可选用高分断能力的RLI系列熔断器,若短路电流相当大时,可选用有限流作用的Rh及RT12系列熔断器.(2)熔断器额定电压和额定电流:熔断器的额定电压应大于或等于线路的工作电压,额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流.(3)熔断器熔体额定电流1)对于照明线路或电热设备等没有冲击电流的负载,应选择熔体的额定电流等于或稍大于负载的额定电流,即IRN≥IN式中IRN——熔体额定电流(A);IN——负载额定电流(A).2)对于长期工作的单台电动机,要考虑电动机起动时不应熔断,即IRN≥(1.5~2.5)IN轻载时系数取1.5,重载时系数取2.5.3)对于频繁起动的单台电动机,在频繁起动时,熔体不应熔断,即IRN≥(3~3.5)IN4)对于多台电动机长期共用一个熔断器,熔体额定电流为IRN≥(1.5~2.5)INMmax ∑INM式中INMmax——容量最大电动机的额定电流(A);∑INM——除容量最大电动机外,其余电动机额定电流之和(A).(4)适用于配电系统的熔断器:在配电系统多级熔断器保护中,为防止越级熔断,使上,下级熔断器间有良好的配合,选用熔断器时应使上一级(干线)熔断器的熔体额定电流比下一级(支线)的熔体额定电流大1-2个级差.2.快速熔断器的选择(l)快速熔断器的额定电压:快速熔断器额定电压应大于电源电压,且小于晶闸管的反向峰值电压U.,因为快速熔断器分断电流的瞬间,最高电弧电压可达电源电压的1.5-2倍.因此,整流二极管或晶闸管的反向峰值电压必须大于此电压值才能安全工作.即UF≥KIURE式中UF-一硅整流元件或晶闸管的反向峰值电压(V);URE——快速熔断器额定电压(V);KI——安全系数,一般取1,5-2.(2)快速熔断器的额定电流:快速熔断器的额定电流是以有效值表示的,而整流M极管和晶闸管的额定电流是用平均值表示的.当快速熔断器接人交流侧,熔体的额定电流为IRN≥KIIZmax式中IZmax——可能使用的最大整流电流(A);KI——与整流电路形式及导电情况有关的系数,若保护整流M极管时,KI按表10-4取值,若保护晶闸管时,KI按表10-5取值.当快速熔断器接入整流桥臂时,熔体额定电流为IRN≥1.5IGN式中IGN——硅整流元件或晶闸管的额定电流(A).六,开关电器的选择(一)刀开关的选择刀开关主要根据使用的场合,电源种类,电压等级,负载容量及所需极数来选择.(1)根据刀开关在线路中的作用和安装位置选择其结构形式.若用于隔断电源时,选用无灭弧罩的产品;若用于分断负载时,则应选用有灭弧罩,且用杠杆来操作的产品.(2)根据线路电压和电流来选择.刀开关的额定电压应大于或等于所在线路的额定电压;刀开关额定电流应大于负载的额定电流,当负载为异步电动机时,其额定电流应取为电动机额定电流的1.5倍以上.(3)刀开关的极数应与所在电路的极数相同.(二)组合开关的选择组合开关主要根据电源种类,电压等级,所需触头数及电动机容量来选择.选择时应掌握以下原则:(1)组合开关的通断能力并不是很高,因此不能用它来分断故障电流.对用于控制电动机可逆运行的组合开关,必须在电动机完全停止转动后才允许反方向接通.(2)组合开关接线方式多种,使用时应根据需要正确选择相应产品.(3)组合开关的操作频率不宜太高,一般不宜超过300次/h,所控制负载的功率因数也不能低于规定值,否则组合开关要降低容量使用.(4)组合开关本身不具备过载,短路和欠电压保护,如需这些保护,必须另设其他保护电器.(三)低压断路器的选择低压断路器主要根据保护特性要求,分断能力,电网电压类型及等级,负载电流,操作频率等方面进行选择.(1)额定电压和额定电流:低压断路器的额定电压和额定电流应大于或等于线路的额定电压和额定电流.(2)热脱扣器:热脱扣器整定电流应与被控制电动机或负载的额定电流一致.

电流可逆斩波电路分析与仿真的意义

　　通过对电流可逆斩波电路的理论分析，可加深对电力电子技术理论知识的理解。

　　根据万方数据，建立基于PSIM的仿真模型，通过对电流可逆斩波电路的理论分析，裤枣可以更好的知识理解和纯链实际应用。

　　电流可逆斩波电路常用于直流电动机的电动和制动运行控制，可实现范围较大的斩波差调节，从而实现更好的电做纯孙能质量。

紧急求救!电力电子升压斩波电路课程设计。包括主,控制,驱动,保护电路...

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仿真时升降压斩波电路电容电感的选择

　　升降压斩波电路一、实验目的熟悉升降压斩波电路的工作原理，掌握这种基本斩波电路的工作状态以及波形情况。

　　二、实验原理电路中电感L值很大，电容C值也很大。

　　因为要使得电感电流和闭塌电容电压基本为恒值。

　　V通时，电源E经V向L供电使其贮能，此时电流为1i，同时，C维持输出电压恒定并向负载R供电；V断时，L的能量向负载释放，电流为2i。

　　负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反。

　　当?时为降压，当?时为升压，因此该电路称为升降压斩波电路。

　　三、实验仿真模型四、实验内容及步骤4.1器件的查找有些常用的器件比如示波器、脉冲信号等可以在库下的Sinks、Sources中查找；其他一些器件可以搜索查找。

　　4.2连接说明在连接直流电源侧的电容时，在直流电源侧一定要加个电阻，不能让电容直接并联在直流电源，否则仿真时出错；在连接IGBT时，IGBT的m是测量端口，可以测出IGBT的电压、电流等,g是脉冲输入端。

　　4.3参数设置1.双击直流电源把电压设置为100V；2.双击脉冲把周期设为0.02s，占空比设为50％，延迟角设为30度，由于属性里的单位为秒，故把其转换为秒即，30×0.02/360；3.双击负载把电阻设为1Ω，电感设为0.1H；4.双击示波器把Numberofaxes设为4，同时把History选项卡下的Limitdatapointstolast前面的对勾去掉；5.IGBT参数保持默认即可。

　　4.4仿真波形及分析已知，ton为V处于通态的时间，toff为V处于断态的时间。

　　T为开关周期；?为导通占空比，简称占空比或导通比。

　　铅态困若改变导通比，则输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。

　　在仿真的基础上做一下改变，便于看出Uo的有效值。

　　??根据公式代入值得Uo=400v??理论值Uo=100v??理论值Uo=25v当电流脉动足够小时，有如果V、VD为没有损耗的理想开关时，则有?，其输出功率和输入功率相等，可看作直流变压器。

　　五、实验报告体会与心得通过这次课程设计，让我对电力电子技术有了更深的认识，让我进一步了解了电力电子器件。

　　对直流斩波有了更深层次的理解。

　　在这次课程设计中我主要担任电路仿真的工作，虽然在此期间遇到了很多困难，重复了很多遍都没有仿成功，但是经过查找资料，向老师同学请教，之后得到你要的结果时，那种喜悦感，那种兴奋感如果没有这一过程是无法体会的。

　　仿真让我进一步学习了MATLAB软件，学会了很多关于仿真的知识。

　　当然，此过程少不了老师的付出和同学合作。

　　这次的设计也让我认识到了理论与实际结合的重要性。

一、实验目的

　　熟悉升降压斩波电路的工作原理，掌握这种基本斩波电路的工作状态以及波形情况。

二、实验原理

　　电路中电感L值很大，电容C值也很大。因为要使得电感电流和电容电压基本为恒值。

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　　V通时，电源E经V向L供电使其贮能，此时电流为1i，同时，C维持输出电压恒定并向负载R供电；V断时，L的能量向负载释放，电流为2i。负载电压极性为上负下正，与电源电压极性相反。

　　当?时为降压，当?时为升压，因此该电路称为升降压斩波电路。

三、实验仿真模型

四、实验内容及步骤

4.1器件的查找

　　有些常用的器件比如示波器、脉冲信号等可以在库下的Sinks、Sources中查找；其他一些器件可以搜索查找。

4.2连接说明

　　在连接直流电源侧的电容时，在直流电源侧一定要加个电阻，不能让电容直接并联在直流电源，否则仿真时出错；在连接IGBT时，IGBT的m是测量端口，可以测出IGBT的电压、电流等,g是脉冲输入端。

4.3参数设置

　　1.双击直流电源把电压设置为100V；槐念

　　2.双击脉冲把周期设为0.02s，占空比设为50％，延迟角设为30度，由于属性里的单位为秒，故把其转换为秒即，30×0.02/360；

　　3.双击负载把电阻设为1Ω，电感设为0.1H；

4.双击示波器把Numberofaxes设为4，同时把History选项卡下的Limitdatapointstolast前面的对勾去掉

　　5.IGBT参数保持默认即可。

4.4仿真波形及分析

　　已知，ton为V处于通态的时间，toff为V处于断态的时间。T为开关周期；?为导通占空比，简称占空比或导通比。

　　若改变导通比，则输出电压既可以比电源电压高，也可以比电源电压低。

　　在仿真的基础上做一下改变，便于看出Uo的有效值。

第一次做一电路,请大家给我点指导

　　可查查遥控车电原理图，或拆一个看看。

PCB布线

　　在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。

　　PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。

　　布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。

　　必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。

　　自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。

　　一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。

　　并试着重新再布线，以改进总体效果。

　　对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技术，它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道使布线过程完成得更加衫做方便，更加流畅，更为完善，PCB板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。

1电源、地线的处理

　　既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。

对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述：

　　（1）、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。

（2）、尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5mm

对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路,即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用)

　　（3）、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。

2数字电路与模拟电路的共地处理

　　现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。

　　数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的斗肆问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。

　　数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。

　　也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。

3信号线布在电（地）层上

　　在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。

　　首先应考虑用电源层，其次才是地层。

　　因为最好是保留地层的完整性。

4大面积导体中连接腿的处理

　　在大面积的接地（电）中，常用元器件的腿与其连接，对连接腿的处理需要进行综合的考虑，就电气性能而言，元件腿的焊盘与铜面满接为好，但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如：①焊接需要大功率加热器。

　　②容易造成虚焊点。

　　所以兼顾电气性能与工艺需要，做成十字花焊盘，称之为热隔离（heatshield）俗称热焊盘（Thermal），这样，可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。

　　多层板的接电（地）层腿的处理相同。

5布线中网络系统的作用

　　在许多CAD系统中，布线是依据网络系统决定的。

　　网格过密，通路虽然有所增加，但步进太小，图场的数据量过大，这必然对设备的存贮空间有更高的要求，同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。

　　而有些通路是无效的，如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔、定们孔所占用的等。

　　网格过疏，通路太少对布通率的影响极大。

　　所以要有一个疏密合理的网格系统来支持布线的空塌轿进行。

　　标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸(2.54mm)或小于0.1英寸的整倍数，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。

6设计规则检查（DRC）

布线设计完成后，需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则，同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求，一般检查有如下几个方面：

　　（1）、线与线，线与元件焊盘，线与贯通孔，元件焊盘与贯通孔，贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理，是否满足生产要求。

　　（2）、电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧耦合（低的波阻抗）？在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。

　　（3）、对于关键的信号线是否采取了最佳措施，如长度最短，加保护线，输入线及输出线被明显地分开。

　　（4）、模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。

　　（5）后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。

　　（6）对一些不理想的线形进行修改。

　　（7）、在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。

　　（8）、多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。

第二篇PCB布局

　　在设计中，布局是一个重要的环节。布局结果的好坏将直接影响布线的效果，因此可以这样认为，合理的布局是PCB设计成功的第一步。

　　布局的方式分两种，一种是交互式布局，另一种是自动布局，一般是在自动布局的基础上用交互式布局进行调整，在布局时还可根据走线的情况对门电路进行再分配，将两个门电路进行交换，使其成为便于布线的最佳布局。在布局完成后，还可对设计文件及有关信息进行返回标注于原理图，使得PCB板中的有关信息与原理图相一致，以便在今后的建档、更改设计能同步起来,同时对模拟的有关信息进行更新，使得能对电路的电气性能及功能进行板级验证。

--考虑整体美观

　　一个产品的成功与否，一是要注重内在质量，二是兼顾整体的美观，两者都较完美才能认为该产品是成功的。

　　在一个PCB板上，元件的布局要求要均衡，疏密有序，不能头重脚轻或一头沉。

--布局的检查

印制板尺寸是否与加工图纸尺寸相符？能否符合PCB制造工艺要求？有无定位标记？

元件在二维、三维空间上有无冲突？

元件布局是否疏密有序，排列整齐？是否全部布完？

需经常更换的元件能否方便的更换？插件板插入设备是否方便？

热敏元件与发热元件之间是否有适当的距离？

调整可调元件是否方便？

在需要散热的地方，装了散热器没有？空气流是否通畅？

信号流程是否顺畅且互连最短？

插头、插座等与机械设计是否矛盾？

线路的干扰问题是否有所考虑？

第三篇高速PCB设计

（一）、电子系统设计所面临的挑战

　　随着系统设计复杂性和集成度的大规模提高，电子系统设计师们正在从事100MHZ以上的电路设计，总线的工作频率也已经达到或者超过50MHZ，有的甚至超过100MHZ。目前约50%的设计的时钟频率超过50MHz，将近20%的设计主频超过120MHz。

　　当系统工作在50MHz时，将产生传输线效应和信号的完整性问题；而当系统时钟达到120MHz时，除非使用高速电路设计知识，否则基于传统方法设计的PCB将无法工作。

　　因此，高速电路设计技术已经成为电子系统设计师必须采取的设计手段。

　　只有通过使用高速电路设计师的设计技术，才能实现设计过程的可控性。

（二）、什么是高速电路

　　通常认为如果数字逻辑电路的频率达到或者超过45MHZ~50MHZ，而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的份量（比如说1／3），就称为高速电路。

　　实际上，信号边沿的谐波频率比信号本身的频率高，是信号快速变化的上升沿与下降沿（或称信号的跳变）引发了信号传输的非预期结果。因此，通常约定如果线传播延时大于1/2数字信号驱动端的上升时间，则认为此类信号是高速信号并产生传输线效应。

　　信号的传递发生在信号状态改变的瞬间，如上升或下降时间。

　　信号从驱动端到接收端经过一段固定的时间，如果传输时间小于1/2的上升或下降时间，那么来自接收端的反射信号将在信号改变状态之前到达驱动端。

　　反之，反射信号将在信号改变状态之后到达驱动端。

　　如果反射信号很强，叠加的波形就有可能会改变逻辑状态。

（三）、高速信号的确定

　　上面我们定义了传输线效应发生的前提条件，但是如何得知线延时是否大于1/2驱动端的信号上升时间？一般地，信号上升时间的典型值可通过器件手册给出，而信号的传播时间在PCB设计中由实际布线长度决定。下图为信号上升时间和允许的布线长度(延时)的对应关系。

　　PCB板上每单位英寸的延时为0.167ns.。

　　但是，如果过孔多，器件管脚多，网线上设置的约束多，延时将增大。

　　通常高速逻辑器件的信号上升时间大约为0.2ns。

　　如果板上有GaAs芯片，则最大布线长度为7.62mm。

　　设Tr为信号上升时间，Tpd为信号线传播延时。

　　如果Tr≥4Tpd，信号落在安全区域。

　　如果2Tpd≥Tr≥4Tpd，信号落在不确定区域。

　　如果Tr≤2Tpd，信号落在问题区域。

　　对于落在不确定区域及问题区域的信号，应该使用高速布线方法。

（四）、什么是传输线

　　PCB板上的走线可等效为下图所示的串联和并联的电容、电阻和电感结构。

　　串联电阻的典型值0.25-0.55ohms/foot，因为绝缘层的缘故，并联电阻阻值通常很高。

　　将寄生电阻、电容和电感加到实际的PCB连线中之后，连线上的最终阻抗称为特征阻抗Zo。

　　线径越宽，距电源/地越近，或隔离层的介电常数越高，特征阻抗就越小。

　　如果传输线和接收端的阻抗不匹配，那么输出的电流信号和信号最终的稳定状态将不同，这就引起信号在接收端产生反射，这个反射信号将传回信号发射端并再次反射回来。

　　随着能量的减弱反射信号的幅度将减小，直到信号的电压和电流达到稳定。

　　这种效应被称为振荡，信号的振荡在信号的上升沿和下降沿经常可以看到。

（五）、传输线效应

　　基于上述定义的传输线模型，归纳起来，传输线会对整个电路设计带来以下效应。

?反射信号Reflectedsignals

?延时和时序错误Delay