基于Protel99 SE的電源模塊設計流程

摘 要：隨著電子行業的發展，電源模塊向小型化，高效化方向快速發展。Protel作為高效的電子設計自動化輔助軟件，是電源模塊設計者的必備工具。本文介紹了基于Protel99 SE的電源模塊一般設計流程，并對實際設計中將會遇到的情況進行了說明。

關鍵詞：Protel99 SE；電源模塊；設計流程

Protel99 SE集成了多種電子設計自動化功能，包括電路原理圖設計系統、印制電路板設計系統、自動布線系統、可編程邏輯設計系統、高級信號完整性分析系統、電路模擬仿真系統六大部分。開關電源工作頻率較高，在使用Protel99 SE繪制電源模塊時，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計系統和印制電路板設計系統兩個部分。

1 項目數據庫的建立

初次接觸Protel99 SE的用戶，修改相關文件后無法保存。這是因為沒有建立項目數據庫或沒有在正確的項目數據庫中打開相關文件。項目數據庫就像是一棟房子，原理圖、PCB都在這個房子中繪制。設計電路板，首先就要建一個新的項目數據庫，按照要求做好命名。再在其中建立原理圖設計文件（Schematic Document）和PCB設計文件（PCB Document）。

2 繪制原理圖

在動手繪制原理圖之前，設計者應根據客戶要求，對所設計開關電源的拓撲結構，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），高頻變壓器的設計已經做好選擇。

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的元件庫中。設計原理圖以前應導入所需要的元件庫，在庫中調用所需元件進行擺放，再用導線連接。

首次使用的芯片等新型元器件在元件庫中沒有現成封裝時，則需要設計者自主繪制一個封裝，然后導入元件庫，再使用。繪制時，主要注意元件的引腳，和實物一一對應。

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計者的意圖，也方便設計者在后續工作中檢查電路。

電路圖連線完成后，要對每個元器件進行命名和定義封裝。命名時一般按照電路布局，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。封裝要根據所使用的元器件實際大小、樣式，在PCB元件庫中，選擇相應的型號，進行定義。（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是任何電子產品的基礎部分，是影響電源模塊性能的重要因素之一。

⑴生成網絡表。在原理圖界面下，點擊生成網絡表，即可生成該張原理圖對應的網絡表。網絡表里有每個元器件引腳所要連接的網絡標號，在繪制PCB過程中，有此標識，就會節約時間，一目了然。同時對于原理圖中繪制有問題的元器件，如沒有定義封裝，導線沒有連接等，網絡表中也都會有報錯，這也是一個自我檢查的過程。

⑵PCB生成和布局。網絡表檢查無誤后生成PCB。初步生成的PCB，元器件逐一排列，需要再進行布局。設計者根據客戶要求，先將PCB大小，形狀確定好，在機械層繪制邊框，再進行PCB內部元器件的布線和布局。PCB布線布局設計本著“先大后小，先難后易”的原則，重要、核心元器件需要優先考慮，且應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，同時應注意主要回路、開關器件、信號接地等具體問題。

小結：經過上述流程，開關電源在Protel99 SE軟件下的設計工作基本完成。后續只需打印原理圖和絲印層來配備物料，打印PCB進行制板，完成焊接后，進行調試。在Protel99 SE下完成的工作，則是最基礎，最核心的工作，熟練掌握設計流程，注意積累經驗和改進，才能設計出高性能的電源模塊。

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