一种整车控制器的PCB设计方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种整车控制器的PCB设计方法及系统，其中方法包括以下步骤：步骤一：分析整车控制器的功能和结构，根据所述整车控制器的功能和结构绘制PCB的电路原理图；步骤二：将所述电路原理图导入PCB设计软件中，确定PCB器件布局；步骤三：根据PCB布线规则和所述电路原理图将PCB器件按照电气属性进行连接。本发明专利技术的PCB设计方法及系统设计合理，通过该PCB设计方法及系统设计整车控制器的PCB，可以提高整车控制器的性能，降低故障率，同时降低整车控制器成本，无需采用外部防护措施，可以达到EMC防护CLASS4标准。

【技术实现步骤摘要】
一种整车控制器的PCB设计方法及系统
本专利技术涉及新能源汽车
，特别是涉及一种整车控制器的PCB设计方法及系统。
技术介绍
随着环境问题和资源消耗的问题日益突出，世界上各国都在大力发展新能源汽车。我国政府推出了一系列的鼓励政策后，使得新能源汽车行业得到快速发展，新能源汽车的研发水平以及产能都得到进一步的提高。整车控制器是新能源汽车的核心，其性能的好坏直接影响整车的驾驶安全和驾驶体验，而整车控制器是一个相对复杂且关键的部件，在设计之初，就需要考虑各种工况及试验条件，而PCB的设计质量决定整个控制器的设计成败。目前，多数商用车整车控制器以功能满足为主，对性能要求不高或没有性能要求，PCB设计时，仅需要连通即可，抗干扰性能差，没有全面的从布局、布线、散热、电磁兼容(Electromagneticcompatibility，EMC)、工艺等方面进行约束，导致市场上控制器质量参差不齐，整车故障率较高。
技术实现思路
基于此，有必要针对目前整成控制器性能质量参差不齐、整车控制器故障率较高的问题，提供一种整车控制器的PCB设计方法及系统。为解决上述问题，本专利技术采取如下的技术方案：一种整车控制器的PCB设计方法，包括以下步骤：步骤一：分析整车控制器的功能和结构，根据所述整车控制器的功能和结构绘制PCB的电路原理图；步骤二：将所述电路原理图导入PCB设计软件中，确定PCB器件布局；步骤三：根据PCB布线规则和所述电路原理图将PCB器件按照电气属性进行连接。相应地，本专利技术还提出一种整车控制器的PCB设计系统，包括：电路设计模块，用于分析整车控制器的功能和结构，根据所述整车控制器的功能和结构绘制PCB的电路原理图；PCB布局模块，用于将所述电路原理图导入PCB设计软件中，确定PCB器件布局；PCB布线模块，用于根据PCB布线规则和所述电路原理图将PCB器件按照电气属性进行连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所提出的一种整车控制器的PCB设计方法及系统基于对整车控制器的功能和结构的分析，首先绘制PCB的电路原理图，然后确定PCB器件布局，最后根据PCB布线规则和电路原理图将PCB器件按照电气属性进行连接。本专利技术的PCB设计方法及系统设计合理，通过该PCB设计方法及系统设计整车控制器的PCB，可以提高整车控制器的性能，降低故障率，同时降低整车控制器成本，无需采用外部防护措施，可以达到EMC防护CLASS4标准。附图说明图1为本专利技术实施例所述的一种整车控制器的PCB设计方法的流程图；图2为本专利技术实施例中PCB的示意图；图3为本专利技术实施例中电源处理模块的电路原理图；图4为本专利技术实施例所述的一种整车控制器的PCB设计系统的结构框图。具体实施方式本专利技术主要针对目前整车控制器存在的问题，进行重新设计、验证，为了解决上述问题，我们通过分析控制器结构、电路设计、PCB布局、布线设计等方面，对PCB进行调整，设计参数优化，并按照试验标准进行测试，经过试验验证，控制器的性能大幅提高，EMC达到CLASS4标准，故障率降低。下面将结合附图及较佳实施例对本专利技术的技术方案进行详细描述。在其中一个实施例中，如图1所示，本专利技术提供一种整车控制器的PCB设计方法，该方法包括以下步骤：步骤一(S100)：分析整车控制器的功能和结构，根据整车控制器的功能和结构绘制PCB的电路原理图。为了解决目前整车控制器存在的问题，需对整车控制器的PCB进行重新设计、验证，通过分析整车控制器的功能和结构，根据整车控制器的功能和结构设置电路原理图，并绘制出PCB的电路原理图，从而对PCB进行调整，优化设计参数，以提高整车控制器的性能。与此同时，在电路设计之初，应该考虑EMC、短路、反接保护等性能要求，可以通过例如增加ESD电容、TVS管、防反接二极管等来实现整车控制器的EMC、短路、反接保护的性能要求。步骤二(S200)：将步骤一绘制的PCB的电路原理图导入PCB设计软件中，确定PCB器件布局。在PCB设计时，首先应考虑从结构上进行防护。整车控制器多使用金属外壳，因此在确定PCB器件布局时，保证PCB的边缘裸露一部分铜皮，如图2所示，裸露的铜皮用于与整车控制器的金属外壳接触，使整车控制器的内部形成屏蔽结构，防止电磁干扰。PCB器件布局时，好的布局不仅能够让布线时事半功倍，提高工作效率，还能增加整体的美观性。进一步地，在确定PCB器件布局时，具体包括以下步骤：步骤二一：根据电气性能对PCB器件布局进行划分，分为数字电路区域、模拟电路区域、电源区域和外部驱动区域；步骤二二：将发热元件与温度敏感元件分开放置，必要时还应考虑热对流措施；步骤二三：将时钟发生器靠近时钟设备设置，将静电电容靠近器件管脚设置。步骤三(S300)：根据PCB布线规则和电路原理图将PCB器件按照电气属性进行连接。进一步地，本实施例中的布线规则包括：规则一：电源线和地线应尽可能加宽；规则二：走线使用45°折线，禁止使用90°折线，以减少高频信号的辐射；规则三：不要在任何信号线上形成环路，信号线的通孔数量尽可能减少；规则四：布线完成后且检查无误后，无线区域应使用大面积铺铜方式进行接地，铺完铜皮后对单端悬空的铜皮必须切除。进一步地，本实施例中的电路原理图包括整车控制器的电源处理模块的电路原理图，电源处理模块包括TVS管D1、MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、稳压管D2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8和第九电容C9。参见图3，第一电容C1和第二电容C2串联，第一电容C1的另一端连接电源BAT，第二电容C2的另一端接电源地GND；TVS管D1的正极连接电源BAT，TVS管D1的负极接电源地GND；MOS管Q1的漏极(2脚)连接电源BAT，MOS管Q1的栅极(1脚)分别与第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端、第三电容C3的一端和稳压管D2的负极连接，MOS管Q1的源极(3脚)分别与第一电阻R1的另一端、第三电容C3的另一端和稳压管D2的正极连接，第二电阻R2的另一端接电源地GND；第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7和第八电容C8串联后并联在MOS管Q1的源极与电源地GND之间；第九电容C9的一端接电源地GND，另一端接整车控制器的外壳地Earth。本实施例所提出的一种整车控制器的PCB设计方法基于对整车控制器的功能和结构的分析，首先绘制PCB的电路原理图，然后确定PCB器件布局，最后根据PCB布线规则和电路原理图将PCB器件按照电气属性进行连接。本实施例的PCB设计方法设计合理，通过该PCB设计方法设计整车控制器的PCB，可以提高整车控制器的性能，降低故障率，同时降低整车控制器成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种整车控制器的PCB设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：分析整车控制器的功能和结构，根据所述整车控制器的功能和结构绘制PCB的电路原理图；/n步骤二：将所述电路原理图导入PCB设计软件中，确定PCB器件布局；/n步骤三：根据PCB布线规则和所述电路原理图将PCB器件按照电气属性进行连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种整车控制器的PCB设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：分析整车控制器的功能和结构，根据所述整车控制器的功能和结构绘制PCB的电路原理图；
步骤二：将所述电路原理图导入PCB设计软件中，确定PCB器件布局；
步骤三：根据PCB布线规则和所述电路原理图将PCB器件按照电气属性进行连接。


2.根据权利要求1所述的一种整车控制器的PCB设计方法，其特征在于，
在确定PCB器件布局时，保证PCB的边缘裸露一部分铜皮，所述铜皮用于与所述整车控制器的金属外壳接触，使所述整车控制器的内部形成屏蔽结构。


3.根据权利要求1或2所述的一种整车控制器的PCB设计方法，其特征在于，在确定PCB器件布局时，包括以下步骤：
步骤二一：根据电气性能对PCB器件布局进行划分，分为数字电路区域、模拟电路区域、电源区域和外部驱动区域；
步骤二二：将发热元件与温度敏感元件分开放置；
步骤二三：将时钟发生器靠近时钟设备设置，将静电电容靠近器件管脚设置。


4.根据权利要求1或2所述的一种整车控制器的PCB设计方法，其特征在于，所述布线规则包括：
规则一：电源线和地线应尽可能加宽；
规则二：走线使用45°折线，禁止使用90°折线；
规则三：不要在任何信号线上形成环路，信号线的通孔数量尽可能减少；
规则四：布线完成后且检查无误后，无线区域应使用大面积铺铜方式进行接地，铺完铜皮后对单端悬空的铜皮必须切除。


5.根据权利要求1或2所述的一种整车控制器的PCB设计方法，其特征在于，所述电路原理图包括所述整车控制器的电源处理模块的电路原理图，所述电源处理模块包括TVS管、MOS管、第一电阻、第二电阻、稳压管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容和第九电容；
所述第一电容和所述第二电容串联，所述第一电容的另一端连接电源，所述第二电容的另一端接电源地；
所述TVS管的正极连接所述电源，所述TVS管的负极接电源地；
所述MOS管的漏极连接所述电源，所述MOS管的栅极分别与所述第一电阻的一端、所述第二电阻的一端、所述第三电容的一端和所述稳压管的负极连接，所述MOS管的源极分别与所述第一电阻的另一端、所述第三电容的另一端和所述稳压管的正极连接，所述第二电阻的另一端接电源地；
所述第四电容、所述第五电容、所述第六电容、所述第七电容和所述第八电容串联后并联在所述MOS管的源极与电源地之间；
所述第九电容的一端接电源地，另一端接所述整车控制器的外壳地。


6.一种整车控制器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高旭强，杨维刚，马强，
申请(专利权)人：大运汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14