付亚丽

摘要：很多人觉得绘制电路图是个很神秘的事情，不了解电路图的绘制。在此文章中以制灯板电路图为例，解说一下绘制灯板的步骤是：主要有两部分：项目前期准备;用AD软件绘制PCB电路图。以此为敲门砖，进入绘图员（LAYOUT员工）的世界。

关键词：PCB灯板电路图 步骤，灯珠布局 布线。

1. 引言

在灯具研发项目人员分工中：有结构设计，电路设计，其中电路设计又包括电路原理设计和LAYOUT设计。作为LAYOUT设计，前期的结构设计与电路设计为准备工作;另一部分为中期绘制PCB图;后期为试装样品，项目的验证。

项目的设计没有固定的模式，但是对于绘制电路图的步骤是固定的。本文以HGC747系列项目为例介绍一下绘制灯板电路的主要流程和步骤。為需要PCB灯板的客户，和想绘制灯板的LAYOUT制图员提供个建议和参考，是初学AD软件的学生的入门文章。（以下提到的项目均为HG747）

2. 项目前期准备

项目的前期准备，这里指的是LAYOUT工程师需要的文件。放在什么样壳子里;画什么，用什么元器件。

2.1结构图

结构图解决的是放在什么样的壳子里。

这个由结构设计提供，他们设计出灯具的形状，规定出把PCB板放在灯具的位置。PCB的尺寸;灯珠的位置;电源的位置;元件的限制高度;在这里都可以由结构工程师规定出来。

大小分别为R86，R94.5，R125.5圆形的外框，中间有螺丝孔，定位孔和出线孔，由于灯珠是能显示在产品的表面的，灯珠的排布也要求美观，漂亮，并与透镜相结合。所以灯珠排布也由结构工程师确定下来，不能随意摆放。如下图。

2.2电路图

电路图解决的是画什么。

这个由电路设计提供，一般的电路设计与LAYOUT是由同一人负责。根据灯具的功率（分别为100W，150W，200W），确定电源部分（由220市电转到灯珠部分的分压的转换，由AC电转为DC电）;灯珠部分（本项目选用2835灯珠与3030灯珠两类）;PCB线路部分。这里需要的是PCB线路部分（即绘制原理图）分为电源部分原理图和灯板原理图两种。

3. 项目中期制图

有了这两个前期准备的资料，我们可以进行LAYOUT设计。下面以灯板为例简单的图介绍项目中绘制电路图。

3.1导入前期资料

首先要先把前期的资料用绘电路图软件AD（Altium Designer17.0）导入结构图（CAD文件）出现1：1的灯板外框，然后再把原理图导入到PCB文件中。

3.2绘制封装

根据电子工程师提供方案中灯珠2835灯珠与3030灯珠，根据提供的规格书中建议尺寸绘制灯珠封装，不要放大或缩小。

3.3布局

电流像水流一样有流向性的，我们在画电路图时也要注意流向性。这个就是布局。

布局在绘制电路图中一直占着重要位置。灯板的绘制也是一样的。

由于结构工程师已经规定了灯珠的摆放位置，固直接按结构摆放灯珠即可，在软件中经常会用到排列命令，左右对齐，上下对齐，平均分布等，或极坐标手动摆放灯珠元件。这也是AD软件比其他软件优势的地方。这些命令保证了光分布的均匀分布，保证了美观性。

在HGC747-100W灯板的布局中。每个灯珠的角度都不一样，而且都是不同的角度，放置时，选中一个灯珠，移动放置后，手动输入元件角度，直到调整到每个灯珠丝印与CAD图相重合为止。这样每一个灯珠都这样调整，重复尝试不同的角度数值。这是个细心，又要有耐性，耗费时间的过程。

那想一下其他的办法吧。设置成用极坐标。如图

极坐标直接可以把极坐标之外的同一角度的元件，直接拖进坐标内，就变成根据坐标不同的元件角度 。但是不能成为这四个灯珠一组的形状。可以对其他三个灯珠微调。能节省点时间。但是还是很复杂。布好后如图。

3.4布线

灯板的布线不同于其他复杂PCB：在规则设置和布线时的基本要求：

（a）布线前先设置规则：

规则设置：

此图中四个灯珠为一组，进行模块化复制。如图。

√ü线宽：铝基板要比FR-4材质线宽大。如FR-4的制板能力可以做出线宽为最小为3mil。而此项目中线宽要设置在0.5mm（20mil）。

√ü线间距：尽量满足要3W以上（可以抑制70%的串扰），正极电源线，负极电源之间线宽：最小3mm，否则打耐压实验时，灯珠灯板会烧毁。

√ü电流：要满足电路的电流要求：I=KT0.44A0.75式中

I：最大电流，单位为A;

K：修正系数，铜在外层时取0.048，铜在内层时取0.024;

T：最大温升;

A：导线截面积，单位为平方mil;

现在有软件，直接可以输入电流，线宽结果就会显示出来，方便了很多，不用我们计算。

在不计算，不借助软件的情况下，粗略的估计要记住一个值，1OZ铜厚的情况下，1A电流约1mm线宽。

ü耐压：AC2.5KV，耐压测试是对人身安全的一种保障。

（b）布线中注意事项：

走线长度：最短;走线宽度：满足3W线宽要求;走线角度：倒角尽量不走小于等于90度的角。在灯板中画线有更多的应用弧形走线，连起来好看，没有角度。

灯板的特性是用散热好的铝基板，这决定了只能用单面板。这省去了叠层的评估与设计，同时也带来了绘制线路的复杂性，一层走线，不能打孔。走线实在走不通时可以添加0欧电阻作为跳线。但这个跳线会影响出光，影响美观，增加工艺加工的复杂度，所以可以通过调整灯珠位置解决跳线问题。或者在布局时，直接注意走线的流向性。

在灯板中有很多相同模块。对于相同模块，可以直接对线路和元件复制。还可以进行圆形复制。

回路。在串联灯珠中，最后的一个灯珠的负极接线到电源的负极时。要尽量的短，这个主要体现在灯珠布局时才能尽量的短。灯珠在灯板排布时形成一个内部的回路。

3.5走线优化及后期处理

1）铺铜及修铜的處理

铺铜在灯板中不是越宽越好，铺铜走线可以进行网络铺铜，这个可以有良好的散热性。

2）丝印调整

丝印调整，要整齐，否则焊接时找不到相对应的元件位置。为了不影响灯珠的出光，在灯板中，灯珠的丝印都要隐藏，不显示在PCB上。

3）整板DRC检查处理

由于复制的很多，在执行DRC命令后会出现很多错误，这时要分析哪些错误是复制时产生的。可以忽略，哪些必须改正。否则灯板会出现断路，短路等致命问题。

这时需要按照检查表自查：把表中的17项逐条检查。如：核查结构，核查封装，核查元件之间的重叠，核查元件与结构之间的限高，核查电压的间距，电流的线宽，核查线路与边框等等。

4输出文件

a） 输出装配图PDF文件提供给产线，此文件中提示元件的种类，标号，数量等信息，以便工人进行手工组装和维修，或机器贴装。

b）输出钢网文件包提供给供应商制做钢网，以便机器快速刷锡膏。

c） 输出GERBER文件包和制板要求提供给PCB制板厂，加工出PCB产品。

d）输出元件BOM表给相应的焊接元件的人员。

e）输出接线连接表（测试文件）给检验人员。

4. 项目后期验证

把文件发给板厂打样回来后。贴片，组装，安装，调试，进行配光，耐压，绝缘等项目的测试，合格后。发给客户验收。

5. 结论

用AD软件绘制灯板电路图的神密面纱，就被揭开了。如果LAYOUT制图员要想专职画图的话，不能只画灯板，要绘制更多复杂的，模块化的。包含电源模块，充电模块，USB模块等不同的模块都有不同的规则注意事项。科研止镜，灯板电路看似简单。为了使用安全，节能，灯板电路需要细心与耐心。

参考文献：

[1]盛东亮.Altium Designer 19 PCB 设计官方指南（高级实战）.北京.清华大学出版社.2020年2月第1版.

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

[3]江智莹.Altium Designer 18进阶实战与高速PCB设计.北京.电子工业出版社.2019年7月第1版