與軟件系統(tǒng)的發(fā)展相比，電子硬件設(shè)計(jì)及其優(yōu)化已經(jīng)出現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間消耗和高成本等實(shí)際問(wèn)題。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師傾向于更多地關(guān)注高度原則性的問(wèn)題，但是導(dǎo)致對(duì)印刷電路板操作的巨大影響只是一些我們必須反復(fù)糾正的詳細(xì)錯(cuò)誤。完美生成PCB是不可能的，但可以逐步優(yōu)化，本文將首先列出電路設(shè)計(jì)，PCB生產(chǎn)和維護(hù)方面的一些問(wèn)題，然后提供一些易于使用的方法，以有限的成本優(yōu)化定制PCB。
多通道功率整流LED的耐壓保護(hù)
以走廊公共電力設(shè)備為例，為了保證電路的正常工作，利用多通道電源為AC-DC模塊的電源模塊供電，參數(shù)“Uin = AC85~264V”。采用300Ω1/ 2W碳電阻串聯(lián)的IN4007整流LED用于多路輸入隔離。圖1是該產(chǎn)品的電路圖。
IN4007整流LED電路圖
從理論上講，這是一個(gè)完美的想法，而實(shí)際使用中存在嚴(yán)重問(wèn)題，在沒(méi)有考慮尖峰電壓的情況下，在正常情況下，多通道電源之間的電壓可以達(dá)到AC400V，IN4007的耐壓可以達(dá)到1000V。正確的組件被拿起來(lái)，對(duì)嗎？但事實(shí)是由于耐壓?jiǎn)栴}經(jīng)常發(fā)生短路爆炸，導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品報(bào)廢。當(dāng)然，低質(zhì)量的元件和LED的老化也會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題，但即使安裝了具有更高耐壓的高質(zhì)量LED或LED而不是之前的那些，問(wèn)題仍然存在。
考慮到保修期內(nèi)早期疲勞的質(zhì)量問(wèn)題和吞吐量（TPY）的存在，組件幾乎不可能達(dá)到100％TPY，對(duì)于該電路，該先進(jìn)電路需要24個(gè)整流LED，廢品率范圍為2.4％至7.2％。具有這種品質(zhì)的PCB永遠(yuǎn)無(wú)法完全滿足客戶的需求，事實(shí)上，這是一種易于使用的方法來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題。只要在每個(gè)循環(huán)中再放置一個(gè)IN4007系列，就可以輕松解決這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)榇藭r(shí)，電路電壓降低了0.7V，對(duì)輸出沒(méi)有影響。只需稍微增加成本就可以產(chǎn)生雙耐壓值，并將誤差發(fā)生率降低到0.5％。
小型繼電器頻繁運(yùn)行解決電磁干擾EMI問(wèn)題
由于電弧放電時(shí)小型繼電器在PCB上產(chǎn)生的電磁干擾會(huì)在切斷高電流時(shí)產(chǎn)生，干擾不僅影響CPU的正常運(yùn)行，導(dǎo)致頻繁的復(fù)位，而且使解碼器和驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生錯(cuò)誤的信號(hào)和指令，導(dǎo)致組件實(shí)現(xiàn)的錯(cuò)誤。所有這些影響都會(huì)導(dǎo)致有缺陷的貨物和事故。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以考慮兩個(gè)方面：增加CPU的抗干擾能力和減少干擾源。
1.增加CPU的抗干擾能力。必須安裝具有高抗干擾能力的CPU，CPU的選擇也需要實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，例如90C52RC SCM是理想的選擇，這種類型的CPU具有20KV的抗靜電能力和4KV抗快速脈沖和電磁能力。
2.減少干擾源
a、繼電器驅(qū)動(dòng)放大器能夠有效降低線圈停電時(shí)反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的干擾。
b、RC吸收電路并聯(lián)在繼電器觸點(diǎn)之間，可以快速吸收噪聲干擾。
c、電路板采用銅包覆。銅包層有助于減少繼電器干擾。
d、必須仔細(xì)選擇繼電器。具有相同規(guī)格的繼電器始終具有不同線圈功率的選擇。基本原理是線圈功率越大，繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作越快，觸點(diǎn)間電弧放電時(shí)間越短，電磁干擾時(shí)間越短。
墊子的改進(jìn)
當(dāng)PCB處于維護(hù)狀態(tài)時(shí)，無(wú)法避免拆卸或焊接，當(dāng)元件從PCB上拆卸下來(lái)時(shí)，老化的PCB或PCB太小的焊盤(pán)總會(huì)看到焊盤(pán)脫落并且板孔壁上的焊接層脫落。
1.關(guān)于針墊關(guān)閉，可以使用短線連接同一路徑上的附近焊盤(pán)，該短線可根據(jù)距離和可容納的電流量進(jìn)行選擇。對(duì)于短距離，修整后的廢棄引腳或引腳頭可用于焊接; 對(duì)于長(zhǎng)距離，可以使用具有外部絕緣層的銅線進(jìn)行連接，以避免由線路和其他部件的引腳之間的連接引起的短路。當(dāng)在這個(gè)地方總是發(fā)生焊盤(pán)問(wèn)題時(shí)，可以驗(yàn)證這里的PCB設(shè)計(jì)是如此不合理，以至于必須優(yōu)化焊盤(pán)的設(shè)計(jì)。可在可用空間內(nèi)將墊片設(shè)計(jì)成長(zhǎng)圓形或水滴形狀，并且可以添加短而粗的銅包層線以增加其對(duì)PCB材料的吸收能力。
2.對(duì)于板孔壁上的焊接層，原因在于板孔尺寸小，當(dāng)元件從PCB上拆卸下來(lái)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)板孔壁的焊接層。因此，建議在設(shè)計(jì)過(guò)程中，墊孔的尺寸應(yīng)比引腳的尺寸大0.3至0.5mm，當(dāng)焊盤(pán)孔壁上的焊錫層脫落時(shí)，可以嘗試這種方法。在涂錫之前，應(yīng)先安裝新元件的引腳，使焊錫層稍厚一些，接下來(lái)是引腳焊接，引腳上的焊錫層能夠輕松焊接PCB上的焊盤(pán)。
更換易受攻擊的組件
只要使用電子元件，某些部件就會(huì)變得脆弱，需要更換或更換，維護(hù)這些部件的常用方法是通過(guò)焊接，這會(huì)導(dǎo)致大量時(shí)間消耗，從而極大地影響工作效率。建議將堿基添加到易受攻擊的組件中，或者可以通過(guò)插頭或插入行進(jìn)行連接。這種方法可以幫助工程師節(jié)省大量的時(shí)間和精力。
PCB設(shè)計(jì)和優(yōu)化是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要設(shè)計(jì)藍(lán)圖和細(xì)節(jié)，優(yōu)化每個(gè)細(xì)節(jié)會(huì)導(dǎo)致PCB制造過(guò)程中的時(shí)間消耗和成本降低。PCB設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題有很多，滿足電磁兼容測(cè)試的要求是設(shè)計(jì)師必須重視的一環(huán)，產(chǎn)品通過(guò)EMC認(rèn)證才能順利走向市場(chǎng)，相關(guān)PCB電磁兼容測(cè)試問(wèn)題可咨詢環(huán)測(cè)威檢測(cè)工程師！
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