電池充電器電路PCB設計方案

導讀：Protel是Altium公司推出的電路輔助設計系統(tǒng)，它是第一個將所有的設計工具集成于一身的板卡級設計系統(tǒng)，包括了原理圖設計、PCB設計、電路仿真、PLD設計等。

     1 Protel軟件簡介

　　隨著電子信息技術的飛速發(fā)展，手工設計電子產品的PCB（印制電路板）已不能適應電子技術發(fā)展的需要。我們必須借助計算機來完成PCB的設計工作，它不僅速度快，準確性高，并能極大的減輕工程技術人員的勞動強度。其中涉及的軟件有許多種，Protel是其中比較經典的一種。

　　Protel是Altium公司推出的電路輔助設計系統(tǒng)，它是第一個將所有的設計工具集成于一身的板卡級設計系統(tǒng)，包括了原理圖設計、PCB設計、電路仿真、PLD設計等。它最早的版本是TANGO軟件包，后來發(fā)展為Protel for DOS版、Protel for Windows版、Protel 98版、Protel 99 SE版、Protel DXP版及Protel 2004版。隨著版本的不斷升級，它的功能越來越強大。

　　和其他版本相比，Protel 2004新增的許多功能，使操作更簡單、自動化程度更高，使我們可以輕松進行各種復雜的電路板設計。

　　2 PCB設計

　　PCB是英文Printed Circuit Board的縮寫，譯為印制電路板，簡稱電路板或PCB板。印制電路板是用印制的方法制成導電線路和元件封裝，它的主要功能是實現電子元器件的固定安裝以及管腳之間的電氣連接，從而實現電器的各種特定功能。制作正確、可靠、美觀的印制電路板是電路板設計的最終目的。

　　PCB設計的一般流程包括：制作前期準備、制作PCB元件引腳封裝、新建PCB文件，規(guī)劃電路板、載入元件引腳封裝和網絡、布局、布線、DRC設計規(guī)則檢查等。

　　3 Ni-MH電池充電器PCB設計

　　Ni-MH電池充電器是我們生活中常見的一種電子產品。借助Protel 2004設計該電路的印制電路板（PCB）基本步驟如下。

　　3.1 創(chuàng)建項目文件

　　為方便各設計文件的管理和它們之間的無縫連接及同步設計。在Protel 2004中采用項目文件進行管理，首先要創(chuàng)建一個項目文件，然后在該項目文件下再新建或添加各設計文件。

　　3.2 創(chuàng)建原理圖文件并完成電池充電器電路的原理圖設計

　　Ni-MH電池充電器電路原理圖如下圖1所示。

　　圖1 電池充電器原理圖

　　3.3 創(chuàng)建PCB文件并進行規(guī)劃

　　在Protel 2004中創(chuàng)建PCB文件有兩種方法：用文件菜單創(chuàng)建和用向導創(chuàng)建，要注意的是用向導創(chuàng)建的PCB文件不在項目文件中，創(chuàng)建完成之后必須把它放入項目文件中，否則后面的步驟就沒辦法進行了。根據充電器電路的組成，首先規(guī)劃板子的形狀為長方形，根據元器件的數目確定板子的的大小為2400mil×1300mil,單層布線即設計為單面板。

　　3.4 載入元件引腳封裝和網絡并進行元件布局

　　本電路中全部元件采用插孔封裝形式。除了電池組正極性的封裝，其他元器件封裝均采用Protel 2004元器件庫中的標準封裝，我們需要根據實際電路為電池組的正極性端設置出封裝，首先創(chuàng)建自己的元器件封裝庫，在庫里創(chuàng)建如圖2中BT1-BT4所示封裝，然后將此封裝設置為電池組的封裝即可。

　　圖2 電池充電器PCB圖

　　元件布局可采用先自動布局然后手工調整的方法進行。注意變壓器不在此板子上放置。布局時注意元器件的排列、分布要合理和均勻，力求整齊，美觀，合乎電路結構工藝要求。

　　3.5 設置布線規(guī)則，進行布線

　　所謂“布線”,就是利用印制導線完成原理圖中各元件的連線關系。任何一塊電路板在完成元器件布局后，接下來要做的就是將元器件用導線連接起來，使其具有電氣特性，從而形成一塊完整的電路板。

　　Protel 2004中布線時首先要設置好布線規(guī)則，以滿足安全原則等電氣要求。根據充電器電路的實際要求，這里設置安全間距為10mil,頂層布線、普通線寬10mil、電源線20mil、地線30mil.布線采用自動布線，對不合乎要求的地方最后可以進行手工修改。布線時在滿足安全原則等電氣要求的前提下，導線要精簡，盡可能短，盡量少拐彎，力求導線簡單明了。

　　另外，走線設計要考慮組裝是否方便等。最后還要求板子美觀、經濟，好的PCB板布線美觀，做功精細，看上去就像一件藝術品。

　　3.6 DRC設計規(guī)則檢查和錯誤排除。

　　電路板設計完成之后，為了保證所進行的設計工作符合要求，可以由計算機自動完成檢查工作，即DRC設計規(guī)則檢查。檢查完成后，系統(tǒng)會彈出Messages信息框，根據此信息提示，對設計進行修改，直至沒有錯誤。到這里電路的PCB設計工作就完成了，設計好的充電器PCB文件如上圖2所示。最后可以打印輸出圖紙和報表，進行實際制板等相應后續(xù)工作。

　　4 總結

　　利用Protel 2004軟件進行PCB設計，操作簡單，自動化程度高，Ni-MH電池充電器PCB設計具有PCB設計的共性，也有一定的特性。要設計一塊完美的充電器PCB,需要大量的經驗積累。