電池充電器電路的PCB設計

　　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(chǎn)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(jīng)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(xiàn)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(xiàn)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(wǎng)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(chǎn)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(jù)充電器電路的組成，首先規(guī)劃板子的形狀為長方形，根據(jù)元器件的數(shù)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(wǎng)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(jù)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(jù)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(jīng)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(jù)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(jīng)驗積累。隨著電子技術的發(fā)展，電子線路也越來越復雜，需要設計人員不斷提高設計水平，設計出更多的PCB精品。