淺談繪制燈板電路圖

付亞麗

摘要：很多人覺得繪制電路圖是個很神秘的事情，不了解電路圖的繪制。在此文章中以制燈板電路圖為例，解說一下繪制燈板的步驟是：主要有兩部分：項目前期準備;用AD軟件繪制PCB電路圖。以此為敲門磚，進入繪圖員（LAYOUT員工）的世界。

關鍵詞：PCB燈板電路圖 步驟，燈珠布局 布線。

1. 引言

在燈具研發項目人員分工中：有結構設計，電路設計，其中電路設計又包括電路原理設計和LAYOUT設計。作為LAYOUT設計，前期的結構設計與電路設計為準備工作;另一部分為中期繪制PCB圖;后期為試裝樣品，項目的驗證。

項目的設計沒有固定的模式，但是對于繪制電路圖的步驟是固定的。本文以HGC747系列項目為例介紹一下繪制燈板電路的主要流程和步驟。為需要PCB燈板的客戶，和想繪制燈板的LAYOUT制圖員提供個建議和參考，是初學AD軟件的學生的入門文章。（以下提到的項目均為HG747）

2. 項目前期準備

項目的前期準備，這里指的是LAYOUT工程師需要的文件。放在什么樣殼子里;畫什么，用什么元器件。

2.1結構圖

結構圖解決的是放在什么樣的殼子里。

這個由結構設計提供，他們設計出燈具的形狀，規定出把PCB板放在燈具的位置。PCB的尺寸;燈珠的位置;電源的位置;元件的限制高度;在這里都可以由結構工程師規定出來。

大小分別為R86，R94.5，R125.5圓形的外框，中間有螺絲孔，定位孔和出線孔，由于燈珠是能顯示在產品的表面的，燈珠的排布也要求美觀，漂亮，并與透鏡相結合。所以燈珠排布也由結構工程師確定下來，不能隨意擺放。如下圖。

2.2電路圖

電路圖解決的是畫什么。

這個由電路設計提供，一般的電路設計與LAYOUT是由同一人負責。根據燈具的功率（分別為100W，150W，200W），確定電源部分（由220市電轉到燈珠部分的分壓的轉換，由AC電轉為DC電）;燈珠部分（本項目選用2835燈珠與3030燈珠兩類）;PCB線路部分。這里需要的是PCB線路部分（即繪制原理圖）分為電源部分原理圖和燈板原理圖兩種。

3. 項目中期制圖

有了這兩個前期準備的資料，我們可以進行LAYOUT設計。下面以燈板為例簡單的圖介紹項目中繪制電路圖。

3.1導入前期資料

首先要先把前期的資料用繪電路圖軟件AD（Altium Designer17.0）導入結構圖（CAD文件）出現1：1的燈板外框，然后再把原理圖導入到PCB文件中。

3.2繪制封裝

根據電子工程師提供方案中燈珠2835燈珠與3030燈珠，根據提供的規格書中建議尺寸繪制燈珠封裝，不要放大或縮小。

3.3布局

電流像水流一樣有流向性的，我們在畫電路圖時也要注意流向性。這個就是布局。

布局在繪制電路圖中一直占著重要位置。燈板的繪制也是一樣的。

由于結構工程師已經規定了燈珠的擺放位置，固直接按結構擺放燈珠即可，在軟件中經常會用到排列命令，左右對齊，上下對齊，平均分布等，或極坐標手動擺放燈珠元件。這也是AD軟件比其他軟件優勢的地方。這些命令保證了光分布的均勻分布，保證了美觀性。

在HGC747-100W燈板的布局中。每個燈珠的角度都不一樣，而且都是不同的角度，放置時，選中一個燈珠，移動放置后，手動輸入元件角度，直到調整到每個燈珠絲印與CAD圖相重合為止。這樣每一個燈珠都這樣調整，重復嘗試不同的角度數值。這是個細心，又要有耐性，耗費時間的過程。

那想一下其他的辦法吧。設置成用極坐標。如圖

極坐標直接可以把極坐標之外的同一角度的元件，直接拖進坐標內，就變成根據坐標不同的元件角度 。但是不能成為這四個燈珠一組的形狀。可以對其他三個燈珠微調。能節省點時間。但是還是很復雜。布好后如圖。

3.4布線

燈板的布線不同于其他復雜PCB：在規則設置和布線時的基本要求：

（a）布線前先設置規則：

規則設置：

此圖中四個燈珠為一組，進行模塊化復制。如圖。

√ü線寬：鋁基板要比FR-4材質線寬大。如FR-4的制板能力可以做出線寬為最小為3mil。而此項目中線寬要設置在0.5mm（20mil）。

√ü線間距：盡量滿足要3W以上（可以抑制70%的串擾），正極電源線，負極電源之間線寬：最小3mm，否則打耐壓實驗時，燈珠燈板會燒毀。

√ü電流：要滿足電路的電流要求：I=KT0.44A0.75式中

I：最大電流，單位為A;

K：修正系數，銅在外層時取0.048，銅在內層時取0.024;

T：最大溫升;

A：導線截面積，單位為平方mil;

現在有軟件，直接可以輸入電流，線寬結果就會顯示出來，方便了很多，不用我們計算。

在不計算，不借助軟件的情況下，粗略的估計要記住一個值，1OZ銅厚的情況下，1A電流約1mm線寬。

ü耐壓：AC2.5KV，耐壓測試是對人身安全的一種保障。

（b）布線中注意事項：

走線長度：最短;走線寬度：滿足3W線寬要求;走線角度：倒角盡量不走小于等于90度的角。在燈板中畫線有更多的應用弧形走線，連起來好看，沒有角度。

燈板的特性是用散熱好的鋁基板，這決定了只能用單面板。這省去了疊層的評估與設計，同時也帶來了繪制線路的復雜性，一層走線，不能打孔。走線實在走不通時可以添加0歐電阻作為跳線。但這個跳線會影響出光，影響美觀，增加工藝加工的復雜度，所以可以通過調整燈珠位置解決跳線問題。或者在布局時，直接注意走線的流向性。

在燈板中有很多相同模塊。對于相同模塊，可以直接對線路和元件復制。還可以進行圓形復制。

回路。在串聯燈珠中，最后的一個燈珠的負極接線到電源的負極時。要盡量的短，這個主要體現在燈珠布局時才能盡量的短。燈珠在燈板排布時形成一個內部的回路。

3.5走線優化及后期處理

1）鋪銅及修銅的處理

鋪銅在燈板中不是越寬越好，鋪銅走線可以進行網絡鋪銅，這個可以有良好的散熱性。

2）絲印調整

絲印調整，要整齊，否則焊接時找不到相對應的元件位置。為了不影響燈珠的出光，在燈板中，燈珠的絲印都要隱藏，不顯示在PCB上。

3）整板DRC檢查處理

由于復制的很多，在執行DRC命令后會出現很多錯誤，這時要分析哪些錯誤是復制時產生的。可以忽略，哪些必須改正。否則燈板會出現斷路，短路等致命問題。

這時需要按照檢查表自查：把表中的17項逐條檢查。如：核查結構，核查封裝，核查元件之間的重疊，核查元件與結構之間的限高，核查電壓的間距，電流的線寬，核查線路與邊框等等。

4輸出文件

a） 輸出裝配圖PDF文件提供給產線，此文件中提示元件的種類，標號，數量等信息，以便工人進行手工組裝和維修，或機器貼裝。

b）輸出鋼網文件包提供給供應商制做鋼網，以便機器快速刷錫膏。

c） 輸出GERBER文件包和制板要求提供給PCB制板廠，加工出PCB產品。

d）輸出元件BOM表給相應的焊接元件的人員。

e）輸出接線連接表（測試文件）給檢驗人員。

4. 項目后期驗證

把文件發給板廠打樣回來后。貼片，組裝，安裝，調試，進行配光，耐壓，絕緣等項目的測試，合格后。發給客戶驗收。

5. 結論

用AD軟件繪制燈板電路圖的神密面紗，就被揭開了。如果LAYOUT制圖員要想專職畫圖的話，不能只畫燈板，要繪制更多復雜的，模塊化的。包含電源模塊，充電模塊，USB模塊等不同的模塊都有不同的規則注意事項。科研止鏡，燈板電路看似簡單。為了使用安全，節能，燈板電路需要細心與耐心。

參考文獻：

[1]盛東亮.Altium Designer 19 PCB 設計官方指南（高級實戰）.北京.清華大學出版社.2020年2月第1版.

[2]徐向民.Altium Designer 快速入門（第2版）.北京.航空航天大學出版社.2011年4月第2版

[3]江智瑩.Altium Designer 18進階實戰與高速PCB設計.北京.電子工業出版社.2019年7月第1版