镍氢电池充电器电路PCB的设计

1、Protel软件简介

随着电子信息技术的飞速发展，手工设计电子产品的PCB(印制电路 板)已不能适应电子技术发展的需要。我们必须借助计算机来完成PCB的设计工作，它不仅速度快，准确性高，并能极大的减轻工程技术人员的劳动强度。其中涉 及的软件有许多种，Protel是其中比较经典的一种。

Protel是Altium公司推出的电路辅助设计系统，它是第一个将所有的设 计工具集成于一身的板卡级设计系统，包括了原理图设计、PCB设计、电路仿真、PLD设计等。它最早的版本是TANGO软件包，后来发展为Protel for DOS版、Protel for Windows版、Protel 98版、Protel 99 SE版、Protel DXP版及Protel 2004版。随着版本的不断升级，它的功能越来越强大。

和其他版本相比，Protel 2004新增的许多功能，使操作更简单、自动化程度更高，使我们可以轻松进行各种复杂的电路板设计。

2、PCB设计

PCB是英文Printed Circuit Board的缩写，译为印制电路板，简称电路板或PCB板。印制电路板是用印制的方法制成导电线路和元件封装，它的主要功能是实现电子元器件的固定安装以 及管脚之间的电气连接，从而实现电器的各种特定功能。制作正确、可靠、美观的印制电路板是电路板设计的最终目的。

PCB设计的一般流程包括：制作前期准备、制作PCB元件引脚封装、新建PCB文件，规划电路板、载入元件引脚封装和网络、布局、布线、DRC设计规则检查等。

3、Ni-MH电池充电器PCB设计

Ni-MH电池充电器是我们生活中常见的一种电子产品。借助Protel 2004设计该电路的印制电路板(PCB)基本步骤如下。

3.1创建项目文件

为方便各设计文件的管理和它们之间的无缝连接及同步设计。在Protel 2004中采用项目文件进行管理，首先要创建一个项目文件，然后在该项目文件下再新建或添加各设计文件。

3.2创建原理图文件并完成电池充电器电路的原理图设计

Ni-MH电池充电器电路原理图如下图1所示。

图1 电池充电器原理图

3.3创建PCB文件并进行规划

在Protel 2004中创建PCB文件有两种方法：用文件菜单创建和用向导创建，要注意的是用向导创建的PCB文件不在项目文件中，创建完成之后必须把它放入项目文件 中，否则后面的步骤就没办法进行了。根据充电器电路的组成，首先规划板子的形状为长方形，根据元器件的数目确定板子的的大小为 2400mil×1300mil，单层布线即设计为单面板。

3.4载入元件引脚封装和网络并进行元件布局

本电路中全部元件采用插孔封装形式。除了电池组正极性的封装，其他元器件封装均采用Protel 2004元器件库中的标准封装，我们需要根据实际电路为电池组的正极性端设置出封装，首先创建自己的元器件封装库，在库里创建如图2中BT1-BT4所示封装，然后将此封装设置为电池组的封装即可。

图2 电池充电器PCB图

元件布局可采用先自动布局然后手工调整的方法进行。注意变压器不在此板子上放置。布局时注意元器件的排列、分布要合理和均匀，力求整齐，美观，合乎电路结构工艺要求。

3.5设置布线规则，进行布线

所谓"布线"，就是利用印制导线完成原理图中各元件的连线关系。任何一块电路板在完成元器件布局后，接下来要做的就是将元器件用导线连接起来，使其具有电气特性，从而形成一块完整的电路板。

Protel 2004中布线时首先要设置好布线规则，以满足安全原则等电气要求。根据充电器电路的实际要求，这里设置安全间距为10mil，顶层布线、普通线宽10mil、电源线20mil、地线30mil.布线采用自动布线，对不合乎要求的地方最后可以进行手工修改。布线时在满足安全原则等电气要求的前提下，导线要精简，尽可能短，尽量少拐弯，力求导线简单明了。

另外，走线设计要考虑组装是否方便等。最后还要求板子美观、经济，好的PCB板布线美观，做功精细，看上去就像一件艺术品。

3.6 DRC设计规则检查和错误排除。

电路板设计完成之后，为了保证所进行的设计工作符合要求，可以由计算机自动完成检查工作，即DRC设计规则检查。检查完成后，系统会弹出 Messages信息框，根据此信息提示，对设计进行修改，直至没有错误。到这里电路的PCB设计工作就完成了，设计好的充电器PCB文件如上图2所示。 最后可以打印输出图纸和报表，进行实际制板等相应后续工作。

4、总结

利用 Protel 2004软件进行PCB设计，操作简单，自动化程度高。Ni-MH电池充电器PCB设计具有PCB设计的共性，也有一定的特性。要设计一块完美的充电器 PCB，需要大量的经验积累。随着电子技术的发展，电子线路也越