基于Protel99 SE的電源模塊設(shè)計(jì)流程

摘 要：隨著電子行業(yè)的發(fā)展，電源模塊向小型化，高效化方向快速發(fā)展。Protel作為高效的電子設(shè)計(jì)自動化輔助軟件，是電源模塊設(shè)計(jì)者的必備工具。本文介紹了基于Protel99 SE的電源模塊一般設(shè)計(jì)流程，并對實(shí)際設(shè)計(jì)中將會遇到的情況進(jìn)行了說明。

關(guān)鍵詞：Protel99 SE；電源模塊；設(shè)計(jì)流程

Protel99 SE集成了多種電子設(shè)計(jì)自動化功能，包括電路原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)、印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)、自動布線系統(tǒng)、可編程邏輯設(shè)計(jì)系統(tǒng)、高級信號完整性分析系統(tǒng)、電路模擬仿真系統(tǒng)六大部分。開關(guān)電源工作頻率較高，在使用Protel99 SE繪制電源模塊時(shí)，一般手動布線來減少電路和元器件間的電磁干擾，常用的就是電路原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)和印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)兩個(gè)部分。

1 項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫的建立

初次接觸Protel99 SE的用戶，修改相關(guān)文件后無法保存。這是因?yàn)闆]有建立項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫或沒有在正確的項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫中打開相關(guān)文件。項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫就像是一棟房子，原理圖、PCB都在這個(gè)房子中繪制。設(shè)計(jì)電路板，首先就要建一個(gè)新的項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫，按照要求做好命名。再在其中建立原理圖設(shè)計(jì)文件（Schematic Document）和PCB設(shè)計(jì)文件（PCB Document）。

2 繪制原理圖

在動手繪制原理圖之前，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)客戶要求，對所設(shè)計(jì)開關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，控制電路，輔助電路（輸出電壓反饋電路、尖峰電壓吸收電路、EMI濾波電路、整流濾波電路等），高頻變壓器的設(shè)計(jì)已經(jīng)做好選擇。

⑴元件和元件庫。元件包括電阻、電容、二極管、接插件等，是構(gòu)成電路原理圖的最基本組件。在Protel99 SE中，這些元件都保存在相應(yīng)的元件庫中。設(shè)計(jì)原理圖以前應(yīng)導(dǎo)入所需要的元件庫，在庫中調(diào)用所需元件進(jìn)行擺放，再用導(dǎo)線連接。

首次使用的芯片等新型元器件在元件庫中沒有現(xiàn)成封裝時(shí)，則需要設(shè)計(jì)者自主繪制一個(gè)封裝，然后導(dǎo)入元件庫，再使用。繪制時(shí)，主要注意元件的引腳，和實(shí)物一一對應(yīng)。

⑵原理圖的布局和繪制。電路原理圖布局要清晰，按照各部分電路的不同功能和電流流向，按順序布局，使閱讀者能快速清晰地理解設(shè)計(jì)者的意圖，也方便設(shè)計(jì)者在后續(xù)工作中檢查電路。

電路圖連線完成后，要對每個(gè)元器件進(jìn)行命名和定義封裝。命名時(shí)一般按照電路布局，分別對同一類型的元器件，逐一命名，如R1，R2，…；C1，C2，…。對同一功能同一位置的元器件，一般命名為R1，R1A這種形式。封裝要根據(jù)所使用的元器件實(shí)際大小、樣式，在PCB元件庫中，選擇相應(yīng)的型號，進(jìn)行定義。（圖1）

3 繪制印制電路板

原理圖檢查無誤，就要繪制印制板（通常稱之為PCB）。PCB是任何電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)部分，是影響電源模塊性能的重要因素之一。

⑴生成網(wǎng)絡(luò)表。在原理圖界面下，點(diǎn)擊生成網(wǎng)絡(luò)表，即可生成該張?jiān)韴D對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表。網(wǎng)絡(luò)表里有每個(gè)元器件引腳所要連接的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，在繪制PCB過程中，有此標(biāo)識，就會節(jié)約時(shí)間，一目了然。同時(shí)對于原理圖中繪制有問題的元器件，如沒有定義封裝，導(dǎo)線沒有連接等，網(wǎng)絡(luò)表中也都會有報(bào)錯(cuò)，這也是一個(gè)自我檢查的過程。

⑵PCB生成和布局。網(wǎng)絡(luò)表檢查無誤后生成PCB。初步生成的PCB，元器件逐一排列，需要再進(jìn)行布局。設(shè)計(jì)者根據(jù)客戶要求，先將PCB大小，形狀確定好，在機(jī)械層繪制邊框，再進(jìn)行PCB內(nèi)部元器件的布線和布局。PCB布線布局設(shè)計(jì)本著“先大后小，先難后易”的原則，重要、核心元器件需要優(yōu)先考慮，且應(yīng)按照電流走向來安排元器件的位置，盡量使信號流通保持方向一致，同時(shí)應(yīng)注意主要回路、開關(guān)器件、信號接地等具體問題。

小結(jié)：經(jīng)過上述流程，開關(guān)電源在Protel99 SE軟件下的設(shè)計(jì)工作基本完成。后續(xù)只需打印原理圖和絲印層來配備物料，打印PCB進(jìn)行制板，完成焊接后，進(jìn)行調(diào)試。在Protel99 SE下完成的工作，則是最基礎(chǔ)，最核心的工作，熟練掌握設(shè)計(jì)流程，注意積累經(jīng)驗(yàn)和改進(jìn)，才能設(shè)計(jì)出高性能的電源模塊。

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