电路设计的原则范文第1篇

--用protel dxp电路板设计的一般原则

电路板设计的一般原则包括：电路板的选用、电路板尺寸、元件布局、布线、焊盘、填充、跨接线等。

电路板一般用敷铜层压板制成，板层选用时要从电气性能、可靠性、加工工艺要求和经济指标等方面考虑。常用的敷铜层压板是敷铜酚醛纸质层压板、敷铜环氧纸质层压板、敷铜环氧玻璃布层压板、敷铜环氧酚醛玻璃布层压板、敷铜聚四氟乙烯玻璃布层压板和多层印刷电路板用环氧玻璃布等。不同材料的层压板有不同的特点。 环氧树脂与铜箔有极好的粘合力，因此铜箔的附着强度和工作温度较高，可以在 260℃的熔锡中不起泡。环氧树脂浸过的玻璃布层压板受潮气的影响较小。 超高频电路板最好是敷铜聚四氟乙烯玻璃布层压板。

在要求阻燃的电子设备上，还需要阻燃的电路板，这些电路板都是浸入了阻燃树脂的层压板。 电路板的厚度应该根据电路板的功能、所装元件的重量、电路板插座的规格、电路板的外形尺寸和承受的机械负荷等来决定。

主要是应该保证足够的刚度和强度。

2.0 2.5 3.0 3.5 4

注意事项：

设计焊盘时的注意事项如下：

1）焊盘孔边缘到电路板边缘的距离要大于 1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。

2）焊盘补泪滴，当与焊盘连接的铜膜线较细时，要将焊盘与铜膜线之间的连接设计成泪滴状，这样可以使焊盘不容易被剥离，而铜膜线与焊盘之间的连线不易断开。

3）相邻的焊盘要避免有锐角。

大面积填充

电路板上的大面积填充的目的有两个，一个是散热，另一个是用屏蔽减少干扰，为避免焊接时产生的热使电路板产生的气体无处排放而使铜膜脱落，应该在大面积填充上开窗，后者使填充为网格状。 使用敷铜也可以达到抗干扰的目的，而且敷铜可以自动绕过焊盘并可连接地线。

跨接线

在单面电路板的设计中，当有些铜膜无法连接时，通常的做法是使用跨接线，跨接线的长度应该选择如下几种：6mm、8mm 和 10mm。

接地

1地线的共阻抗干扰 电路图上的地线表示电路中的零电位，并用作电路中其它各点的公共参考点，在实际电路中由于地线（铜膜线）阻抗的存在，必然会带来共阻抗干扰，因此在布线时，不能将具有地线符号的点随便连接在一起，这可能引起有害的耦合而影响电路的正常工作。

2．如何连接地线 通常在一个电子系统中，地线分为系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等几种，在连接地线时应该注意以下几点：

1）正确选择单点接地与多点接地。在低频电路中，信号频率小于 1mhz，布线和元件之间的电感可以忽略，而地线电路电阻上产生的压降对电路影响较大，所以应该采用单点接地法。 当信号的频率大于 10mhz 时，地线电感的影响较大，所以宜采用就近接地的多点接地法。 当信号频率在 1~10mhz 之间时，如果采用单点接地法，地线长度不应该超过波长的 1/20，否则应该采用多点接地。

2）数字地和模拟地分开。电路板上既有数字电路，又有模拟电路，应该使它们尽量分开，而且地线不能混接，应分别与电源的地线端连接（最好电源端也分别连接）。要尽量加大线性电路的面积。一般数字电路的抗干扰能力强，ttl 电路的噪声容限为 0.4~0.6v，cmos 数字电路的噪声容限为电源电压的 0.3~0.45 倍，而模拟电路部分只要有微伏级的噪声，就足以使其工作不正常。所以两类电路应该分开布局和布线。

3）尽量加粗地线。若地线很细，接地电位会随电流的变化而变化，导致电子系统的信号受到干扰，特别是模拟电路部分，因此地线应该尽量宽，一般以大于 3mm 为宜。

4）将接地线构成闭环。当电路板上只有数字电路时，应该使地线形成环路，这样可以明显提高抗干扰能力，这是因为当电路板上有很多集成电路时，若地线很细，会引起较大的接地电位差，而环形地线可以减少接地电阻，从而减小接地电位差。

5）同一级电路的接地点应该尽可能靠近，并且本级电路的电源滤波电容也应该接在本级的接地点上。

6）总地线的接法。总地线必须严格按照高频、中频、低频的顺序一级级地从弱电到强电连接。高频部分最好采用大面积包围式地线，以保证有好的屏蔽效果。

抗干扰

具有微处理器的电子系统，抗干扰和电磁兼容性是设计过程中必须考虑的问题，特别是对于时钟频率高、总线周期快的系统；含有大功率、大电流驱动电路的系统；含微弱模拟信号以及高精度 a/d 变换电路的系统。为增加系统抗电磁干扰能力应考虑采取以下措施：

1）选用时钟频率低的微处理器。只要控制器性能能够满足要求，时钟频率越低越好，低的时钟可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。由于方波中包含各种频率成分，其高频成分很容易成为噪声源，一般情况下，时钟频率 3 倍的高频噪声是最具危险性的。

2）减小信号传输中的畸变。当高速信号（信号频率高=上升沿和下降沿快的信号）在铜膜线上传输时，由于铜膜线电感和电容的影响，会使信号发生畸变，当畸变过大时，就会使系统工作不可靠。一般要求，信号在电路板上传输的铜膜线越短越好，过孔数目越少越好。典型值：长度不超过 25cm，过孔数不超过 2 个。

3）减小信号间的交叉干扰。当一条信号线具有脉冲信号时，会对另一条具有高输入阻抗的弱信号线产生干扰，这时需要对弱信号线进行隔离，方法是加一个接地的轮廓线将弱信号包围起来，或者是增加线间距离，对于不同层面之间的干扰可以采用增加电源和地线层面的方法解决。

4）减小来自电源的噪声。电源在向系统提供能源的同时，也将其噪声加到所供电的系统中，系统中的复位、中断以及其它一些控制信号最易受外界噪声的干扰，所以，应该适当增加电容来滤掉这些来自电源的噪声。

5）注意电路板与元器件的高频特性。在高频情况下，电路板上的铜膜线、焊盘、过孔、电阻、电容、接插件的分布电感和电容不容忽略。由于这些分布电感和电容的影响，当铜膜线的长度为信号或噪声波长的 1/20 时，就会产生天线效应，对内部产生电磁干扰，对外发射电磁波。 一般情况下，过孔和焊盘会产生 0.6pf 的电容，一个集成电路的封装会产生 2~6pf 的电容，一个电路板的接插件会产生 520mh 的电感，而一个 dip-24 插座有 18nh 的电感，这些电容和电感对低时钟频率的电路没有任何影响，而对于高时钟频率的电路必须给予注意。

6）元件布置要合理分区。元件在电路板上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题。原则之一就是各个元件之间的铜膜线要尽量的短，在布局上，要把模拟电路、数字电路和产生大噪声的电路（继电器、大电流开关等）合理分开，使它们相互之间的信号耦合最小。

7）处理好地线。按照前面提到的单点接地或多点接地方式处理地线。将模拟地、数字地、大功率器件地分开连接，再汇聚到电源的接地点。 电路板以外的引线要用屏蔽线，对于高频和数字信号，屏蔽电缆两端都要接地，低频模拟信号用的屏蔽线，一般采用单端接地。对噪声和干扰非常敏感的电路或高频噪声特别严重的电路应该用金属屏蔽罩屏蔽。

8）去耦电容。去耦电容以瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。设计电路板时，每个集成电路的电源和地线之间都要加一个去耦电容。去耦电容有两个作用，一方面是本集成电路的储能电容，提供和吸收该集成电路开门和关门瞬间的充放电电能，另一方面，旁路掉该器件产生的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容为 0.1μf，这样的电容有 5nh 的分布电感，可以对 10mhz 以下的噪声有较好的去耦作用。一般情况下，选择 0.01~0.1μf 的电容都可以。

一般要求没 10 片左右的集成电路增加一个 10μf 的充放电电容。 另外，在电源端、电路板的四角等位置应该跨接一个 10~100μf 的电容。

pcb 设计时应从以下几个方面考虑：

1）合理选择层数。利用中间内层平面作为电源和地线层，可以起到屏蔽的作用，有效降低寄生电感、缩短信号线长度、降低信号间的交叉干扰，一般情况下，四层板比两层板的噪声低 20db。

2）走线方式。走线必须按照 45°角拐弯，这样可以减小高频信号的发射和相互之间的耦合。

3）走线长度。走线长度越短越好，两根线并行距离越短越好。

4）过孔数量。过孔数量越少越好。

5）层间布线方向。层间布线方向应该取垂直方向，就是顶层为水平方向，底层为垂直方向，这样可以减小信号间的干扰。

6）敷铜。增加接地的敷铜可以减小信号间的干扰。

7）包地。对重要的信号线进行包地处理，可以显著提高该信号的抗干扰能力，当然还可以对干扰源进行包地处理，使其不能干扰其它信号。

8）信号线。信号走线不能环路，需要按照菊花链方式布线。

电路设计的原则范文第2篇

关键词 楼宇；变电所；设计；要点分析

中图分类号 TM63 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）092-0094-02

在楼宇变电所设计中，涉及到的环节比较多，究其设计要点，主要应该做好以下六个部分的设计工作。这六个部分是楼宇变电所设计的关键，以下我们进行重点分析和叙述：

1 楼宇变电所设计的负荷计算

在楼宇变电所设计中，负荷计算是重要的一环，只有清楚了整个变电所的负荷情况，才能为下一步的变压器选择、电气干线设计及短路设计提供基本依据。只有负荷计算数据准确了，才能保证楼宇变电所的设计实现经济性。由此可见，楼宇变电所的负荷计算是整个变电所设计的基础，必须作为设计的第一部分来

完成。

楼宇变电所设计的负荷计算主要是对变压器进行计算，在计算的过程中，要包括与变压器相关的电梯部分、正压风机部分、消防干线部分、电力专用部分。我们以普通2单元10层住宅为例，其计算结果为：

2 楼宇变电所设计中变压器的选择要点

在楼宇变电所中，变压器作为主要的部件，主要负责在电力传输过程中改变电压，便于电力传输。从作用上来看，变压器更像是一个中间的转换机构，起到了连接电网和用户传输线路的作用。变压器的主要工作原理是电磁感应原理，目的是使电压和电流能够静止转换和传输。

对于楼宇变电所而言，要想实现正常的供配电功能，变压器的选择是关键。选择变压器的时候，首先要正确选择变压器的容量，如果变压器的选择小，会造成在实际的供配电过程中，变压器的负荷过大，不但无法满足使用要求，还会造成一定安全隐患，最终结果使变压器损坏。如果变压器的选择大，将会造成变压器冗余的能量太大，存在未充分使用的现象，不但浪费了变压器资源，也会增加变压器的投资，所以，我们在变压器的选择上，要注意对其容量进行准确的选择。通常我们会将变压器的负载控制在40%-70%之间。

选择好容量之后，我们就要根据楼宇变电所的整体用电量确定变压器的数量。通常变压器应准备一台作为应急使用，其余为正常运行。按负荷的等级和大小来说，对于带一、二级负荷的变电所，当一、二级负荷较多时，应选两台或两台以上变压器，如只有少量的一、二级负荷并能从相邻的变电所取得低压备用电源，可以只采用一台变压器。

3 楼宇变电所电气干线的设计原则

楼宇变电所的电气干线主要是指电气主接线，在这部分的设计过程中，一定要明确其设计原则，必须做到电气干线能够满足使用要求，必须做到电气干线的容量满足日后扩容的要求，并留有一定余量。电气干线主要是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。其设计原则主要体现在以下几个方面：

3.1 电气干线的可靠性原则

电气干线的可靠性原则主要是指电气干线要保证楼宇变电所的供电稳定可靠，不能发生临时停电或者供电故障等情况，要最大程度的保证供电传输的可靠性。

3.2 电气干线的灵活性原则

电气干线的灵活性原则主要是指在接线的过程中，要保持一定的灵活性，要便于日后的检测、检查和维修，在保证安全的前提下，适当的留出干线接口，便于日后操作。

3.3 电气干线的经济性原则

电气干线的经济性原则主要是指在电气干线的设计过程中，要注意在实现功能性的同时有效降低投资，使电气干线的总成本有所降低，并保证电气干线的能量损失维持在最小的范围内。

4 楼宇变电所短路设计与计算

对于楼宇变电所的供电系统而言，主要分为三种运行状态：正常运行状态、故障状态、短路状态，其中短路状态造成的后果最严重，如果在设计中不进行短路设计和计算，将会楼宇变电所因为短路而导致设备瘫痪，影响整个楼的供电情况，所以，对楼宇变电所进行短路设计与计算是十分必要的。以下为楼宇变电所短路设计与计算的全过程。

4.1 确定短路点，绘制短路计算电路图

4.2 进行短路计算

计算短路前给定电力系统馈线出口短路器2QF为2N12-10I型。计算方法采用比较简洁常用的标幺值计算。确定基准值取Sd=100MVA，Ud1=UNav1=10.5 kV，Ud2=UNav2=0.4 kV，而

5 楼宇变电所设计中电气设备的选择与校验

在楼宇变电所设计中，电气设备主要分为高压断路器、高压负荷开关、高压隔离开关、高压熔断器、电流互感器、电压互感器、母线、电缆。主要的校验项目包括（见表1）。

6 楼宇变电所中继电保护和防雷保护设计

在楼宇变电所设计中，需要增加继电保护和防雷保护的设计，楼宇变电所的继电保护主要是指利用继电保护装置，对变电所的运行进行安全防护，保证供电质量，并有效防止事故，在事故发生时能够提供最大程度的保护。因此，楼宇变电所中继电保护设计非常重要。除了要设计继电保护之外，还要设计防雷保护。因为楼宇属于高层建筑，必须要考虑防雷击的因素。对于变电所而言，雷击的危害较严重，我们必须要高度重视。

在设计继电保护的时候，我们要满足灵敏性、速动性、可靠性的要求，保证继电保护在第一时间感知供电系统的异常，并能及时调整电压，保证系统可靠运行，避免发生故障损失。

在设计防雷保护的时候，主要包括对直击雷的保护和对沿电力线路入侵的雷电侵入波保护。实际运行表明，对于变配电所防直击雷的保护避雷针和避雷器是很有效的，雷电波入侵则必须装设阀型避雷器保护，防雷保护涉及应认真调查地质地貌气象环境等条件和雷电的活动规律，以及被保护物的特点等，因地制宜地采取防雷保护措施，做到安全可靠、技术先进、经济合理等。

参考文献

[1]丁毓山，雷振山，中小型.变电所实用设计手册[M].北京：中国水利水电出版社，2000，6.

[2]陈化钢.电气设备及其运[J].合肥：合肥工业大学出版社，2004.

[3]贺家李等.电力系统继电保护原[J].北京：中国电力出版社，2004.

[4]朱献清.物业供用电[J].北京：机械工业出版社，2003.

电路设计的原则范文第3篇

1、电气控制线路的分析

机床的电气控制系统应保证机床的使用效能和正确的动作程序。在设计机床的电气原理图之前,应当确定电气控制的方案。控制方式应当与机床的通用化和专用化的程度相适应。对于专用机床,其工作程序往往是固定的,使用中并不需要经常改变原有的程序。因此,控制线路在结构上往往做成“固定”式的。对于一些数控机床,为了适应不同的工艺过程的需要,机床的工作程序往往需要在一定的范围内加以更改。在机床自动线中可根据控制要求和联锁条件的复杂程度不同,采用分散控制的控制方式。但是各台单机的控制方式和基本控制环节应尽量一致,以便简化设计和制造过程。自动工作循环的组成在方案中可列出有关步骤,或说明行程开关的布置与简图。如电磁铁或电磁阀的通断状态与所执行动作,对于机床自动线还应列出自动线的循环周期表。为控制线路原理设计提供具体要求和条件,如自动循环、手动调整、动作程序更换或控制系统的检测测试等等。联锁条件及电气保护机床的各种运动和操作,都是相互联系的。

2、控制方案的确定原则

电气设备的控制方案是多种多样的,因此,设计人员在设计时,应该本着简便、可靠、经济、实用的要求进行控制方案的制定。具体来说,设计人员应该遵循以下原则:

2.1 控制方式与拖动需要相适应

经济效益是控制方式科学与否的重要标准。如果控制逻辑较为简单,其加工程序也较为稳定的生产设备,则适用于继电-接触控制方式,这是较为合理的;反之,如果是加工程序多变,则应该考虑采用编程序控制器。

2.2 控制方式与通用化程度相适应

通用化指的是生产机械加工不同对象的通用化程度。如果加工一种或者几种零件的专用机床,其通用化程度低,那也是合理的,因为其可以保持较高的自动化程度,因此,这样的机床一般适用于固定的控制电路;而如果是单件、小批量的零件加工的通用机床,则应该采用数字程序或者编程控制器控制,因为其可以根据加工对象的不同设定不同加工程序,具有相当的灵活性和通用性。

2.3 控制电路的电源应该可靠

如果控制电路比较简单,则可以采用电网电源,如果元件多且电路复杂,则对电网电压隔离降压,减少故障的可能性。而对于自动化程度高的生产设备,就应该考虑采用直流电源,这样可以节省安装的空间,操作和维修也比较方便。事实上,影响方案确定的因素还有很多,在实际的设计中,最后方案的确定要根据设计人员的技术水平和判断力来决定。

3、电气控制路线的设计方法

设计人员在进行具体电路设计时,必须要根据主次原则进行设计,顺序为设计主电路,设计控制电路,信号电路及局部照明电路设计。在完成初步设计后,必须要仔细检查,保证线路符合设计要求,同时尽可能使之完善和简化,最后再根据实际需要选择所用电器的型号与规格。

3.1 控制线路的设计要求

由于电气的种类繁多,因此不同用途的电气控制线路,其控制要求也不尽相同,但从规律上,还是必须要应满足一些基本要求。首先,应该满足生产机械的工艺要求,正确按照工艺的顺序工作,线路结构以简单为主要目标,尽量选用常用的且经过实际考验过的线路;其次,操作、调整和检修要符合方便的原则;最后,具有各种必要的保护装置和联锁环节,即使在误操作时也不会发生重大事故,工作稳定,安全可靠,符合使用环境条件。

3.2 控制线路的设计方法

事实上,电气控制线路的设计方法主要归纳为两种:一种是经验设计法,另一种是逻辑设计法。所谓经验设计法是指,依照生产工艺的要求,根据电动机的控制方法,使用典型环节线路直接进行设计,首先设计出各个独立的控制电路,最后结合设备的工艺要求,来决定各部分电路的联锁或联系。这种方法的优点是简单,不过其缺点也很明显,即对于比较复杂的线路,就要求设计人员拥有丰富的工作经验,同时需要绘制大量的线路图,而且可能要进行多次的修改,才能得到符合要求的控制线路。所谓逻辑设计法是指采用逻辑代数进行设计,按此方法设计的线路结构合理,可节省所用元件的数量。

3.3 设计控制线路时应注意的问题

为了使线路设计得简单且准确可靠,在设计具体线路时,应注意以下几个问题:尽量减少连接导线,设计人员在设计控制电路时,必须考虑要电气设备各元器件的实际位置,应该在符合设计原则的基础上,尽可能减少配线时的连接导线。正确连接电器的线圈,从理论上看,电压线圈一般不能串联使用,原因就在于它们的阻抗不尽相同,这样就可能会造成两个线圈上的电压分配不等。而即使是两个同型号线圈,在外加电压是它们的额定电压之和的理想情况下,也不能这样连接。因为,电器动作是有先后的,而当一个接触器先动作时,其线圈阻抗增大,该线圈上的电压降增大,使另一个接触器不能吸合,如果情况严重,还可能使线圈烧毁。此外,如果电感量相差悬殊的两个电器线圈,也不应该并联连接。控制线路中应避免出现寄生电路寄生电路是线路动作过程中意外接通的电路。尽可能减少电器数量、采用标准件和相同型号的电器尽量减少不必要的触点以简化线路,提高线路可靠性。

4、结语

综上所述,可知电气路线的基础设计是电气控制系统的重要环节,对电气的操作以及设备的运行状况等,有着直接的影响。因此,电气控制的设计人员,应该在电路的设计上进行广泛深入发研究,从实际工程需要出发,结合自身的工作经验,采用合理的设计方法,保证电气路线设计的准确有效。

参考文献

电路设计的原则范文第4篇

关键词 电气控制；设计；原则

中图分类号TM92 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）35-0018-02

随着工业化进程的加速，工业生产中电气化设备的运用越来越广泛，而机械设备的使用效能无疑是和气电气化的程度及有效性密切联系的。在机电一体化逐步发展的今天，掌握电气控制线路设计，是做好机电工作的基础工作。而设计工作的关键问题在于其设计思想和原则的正确性，在这样的基础上才能保证所设计产品的科学合理有效。设计的主要内容包括：确定电力拖动方案、设计生产机械电力拖动自动控制线路、选择拖动电机及电器元件，制定电器元件明细表、进行生产机械电力装备施工设计、编写生产机械电气控制系统的说明书与设计文件等这5个方面。

1 电力拖动方案确定的原则

选择和确定合适的拖动方案，是各类生产机械电气控制系统的设计的首要问题。而一般来说方案的确定分为两个方面。一是由设备的工艺要求、结构来选择电动机的数量；二是按照各生产机械的调速要求来确定调速方案；三是适当考虑使电动机的调速特性与负载特性相适应，以保证电动机充分合理的应用。具体原则如下：

1）无电气调速要求的生产机械

一般来说，如果不需要电气调速和起动不频繁，则首先考虑的是鼠笼式异步电动机；而如果在负载静转矩很大的拖动装置中，应该使用绕线式异步电动机；如果负载平稳、容量大且起停次数很少时，可以考虑发挥同步电动机效率高、功率因数高的优点，采用同步电动机更为科学合理，这样还可以调节励磁使它工作在过励情况下，提高电网的功率因数。

2）要求电气调速的生产机械

应该在考虑如调速范围、调速平滑性、机械特性硬度、转速调节级数及工作可靠性等生产机械的调速要求来选择拖动方案。当然前提是满足技术指标，进行经济比较，最后再确定最佳拖动方案。通常来说，调速范围D=2-3，调速级数≤2-4时，都会采用改变磁极对数的双速或多速笼式异步电动机拖动；调速范围D

3）电动机调速性质的确定

从实际运用上看，电动机的调速性质应该要和生产机械的负载特性相适应。对于双速笼型异步电动机来说，如果定子绕组由连接改为YY接法，转速由低速转为高速，功率却变化不会太大，这就适用于恒功率传动；而如果定子绕组由Y连接改为YY接法，电动机输出转矩不变，则适用于恒转矩传动。对于直流他励电动机，改变电枢电压调速为恒转矩输出；而改变励磁调速为恒功率调速。

2控制方案的确定原则

电气设备的控制方案是多种多样的，因此，设计人员在设计时，应该本着简便、可靠、经济、实用的要求进行控制方案的制定。具体来说，设计人员应该遵循以下原则：

1）控制方式与拖动需要相适应

经济效益是控制方式科学与否的重要标准。如果控制逻辑较为简单，其加工程序也较为稳定的生产设备，则适用于继电―接触控制方式，这是较为合理的；反之，如果是加工程序多变，则应该考虑采用编程序控制器。

2）控制方式与通用化程度相适应

通用化指的是生产机械加工不同对象的通用化程度。如果某些加工一种或者几种零件的专用机床，其通用化程度低，那也是合理的，因为其可以保持较高的自动化程度，因此，这样的机床一般适用于固定的控制电路；而如果是单件、小批量的零件加工的通用机床，则应该采用数字程序或者编程控制器控制，因为其可以根据加工对象的不同设定不同加工程序，具有相当的灵活性和通用性。

3）控制电路的电源应该可靠

如果控制电路比较简单，则可以采用电网电源，如果元件多且电路复杂，则对电网电压隔离降压，减少故障的可能性。而对于自动化程度高的生产设备，就应该考虑采用直流电源，这样可以节省安装的空间，操作和维修也比较方便。

事实上，影响方案确定的因素还有很多，在实际的设计中，最后方案的确定要根据设计人员的技术水平和判断力来决定。

3电气控制路线的设计方法

设计人员在进行具体电路设计时，必须要根据主次原则进行设计，其顺序是：设计主电路，设计控制电路，信号电路及局部照明电路设计。在完成初步设计后，必须要仔细检查，保证线路符合设计要求，同时尽可能使之完善和简化，最后再根据实际需要选择所用电器的型号与规格。

3.1控制线路的设计要求

由于电气的种类繁多，因此不同用途的电气控制线路，其控制要求也不尽相同，但从规律上，还是必须要应满足以下这些基本要求：1）应该要满足生产机械的工艺要求，正确按照工艺的顺序工作；2）线路结构以简单为主要目标，尽量选用常用的且经过实际考验过的线路；3）操作、调整和检修要符合方便的原则；4）具有各种必要的保护装置和联锁环节，即使在误操作时也不会发生重大事故；5）工作稳定，安全可靠，符合使用环境条件。

3.2控制线路的设计方法

事实上，电气控制线路的设计方法主要归纳为两种：一种是经验设计法，另一种是逻辑设计法。所谓经验设计法是指，依照生产工艺的要求，根据电动机的控制方法，使用典型环节线路直接进行设计，首先设计出各个独立的控制电路，最后结合设备的工艺要求，来决定各部分电路的联锁或联系。这种方法的优点是简单，不过其缺点也很明显，即对于比较复杂的线路，就要求设计人员拥有丰富的工作经验，同时需要绘制大量的线路图，而且可能要进行多次的修改，才能得到符合要求的控制线路。所谓逻辑设计法是指采用逻辑代数进行设计，按此方法设计的线路结构合理，可节省所用元件的数量。

3.3设计控制线路时应注意的问题

为了使线路设计得简单且准确可靠，在设计具体线路时，应注意以下几个问题：

1）尽量减少连接导线

设计人员在设计控制电路时，必须考虑要电气设备各元器件的实际位置，应该在符合设计原则的基础上，尽可能减少配线时的连接导线。如图6．1(a)所示电路是不合理的，原因就在于求按钮是安装在操作台上的，而接触器是安装在电气柜内的。因此，这就需要从电气柜内二次引出连接线到操作台上。也就是说，通常情况下，为了避免这一次引出线，都会把起动按钮与停止按钮直接连接。如图所示为合理的连接。

2）正确连接电器的线圈

从理论上看，电压线圈一般不能串联使用，如图(a)所示为不正确的连接。原因就在于它们的阻抗不尽相同，这样就可能会造成两个线圈上的电压分配不等。而即使是两个同型号线圈，在外加电压是它们的额定电压之和的理想情况下，也不能这样连接。因为，电器动作是有先后的，而当一个接触器先动作时，其线圈阻抗增大，该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不能吸合，如果情况严重，还可能使线圈烧毁。此外，如果电感量相差悬殊的两个电器线圈，也不应该并联连接。图（b）中直流电磁铁YA与继电器KA并联，在接通电源时可正常工作，但如果断开电源，可能会造成继电器的误动作，因为电磁铁线圈的电感比继电器线圈的电感大多，如果断电，继电器将迅速释放，但电磁铁线圈在自感电动势的带动下，完全有可能使继电器又重新吸合一段时间。因此，就必须要分开使用一个接触器的触点来进行控制，如图(c)

3）控制线路中应避免出现寄生电路

寄生电路是线路动作过程中意外接通的电路。例如图所示的正反转电路，正常工作时，能完成正反转起动、停止和信号指示；但当热继电器FR动作时，线路就出现了寄生电路，如图中虚线所示，使正向接触器KM，不能有效释放，起不了保护作用，反转时亦然。

4）尽可能减少电器数量、采用标准件和相同型号的电器尽量减少不必要的触点以简化线路，提高线路可靠性。

4 结论

综上所述，可知电气路线的基础设计是电气控制系统的重要环节，对电气的操作以及设备的运行状况等，有着直接的影响。因此，电气控制的设计人员，应该在电路的设计上进行广泛深入发研究，从实际工程需要出发，结合自身的工作经验，采用合理的设计方法，保证电气路线设计的准确有效。

参考文献

[1]王炳实.机床电气控制.北京：机械工业出版社，2004.

电路设计的原则范文第5篇

【关键词】Altium Designer，使用方法，电路设计

对电子专业学生而言，在学习电子技术相关知识的同时，还必须学会利用电路设计软件绘制电路原理网和印制电路板PCB图。Altium Designer是Altium公司开发的高端设计软件，它拥有强大的电子设计功能，深受电子类各专业设计人员和广大电子爱好者的青睐。如何在有限的教学时间内，让学生熟练地掌握Altium Designer制图软件，将绘制的原理图转换为印刷电路板的方法，完成印刷电路板的布局和布线，并应用到具体的电子电路设计中去，是老师要重点探讨的问题。根据我多年来的教学经验，总结快速掌握Altium Designer软件的学习方法和技巧。

1、创建PCB项目工程文件。启动Altium Designer软件，执行菜单命令[File]/[New]/[Project]/[PCB Project]，完成新建项目工程，同时保存项目文件。

2、创建原理图文件

（1）在新建的项目工程文件（*.PrjPCB）中添加SCH文件（*.SchDoc），执行菜单命令[File]/[New]/[Schematic]，此时项目面板中“ PrjPCB”项目下面出现“Sheet1.SchDoc”文件名，这是系统以默认名称创建的原理图文件，执行菜单命令文件[File]/[Save]，在弹出的保存文件对话框中输入文件名，单击保存按钮。

（2）放置元器件并修改元件属性。打开元器件所在元件库，然后根据原理图要求，找到并放置元器件。同时双击放置图纸上的元器件，打开元件的属性对话框，对元件属性进行修改，主要包括Designator、Value和Footprint。

Altium Designer中提供很多库文件，其中系统默认打开两个常用的集合元件库，即常用的分立元器件库Miscellaneous Devices.IntLib和常用的接插件库Miscellaneous Connectors.IntLib 。

对于某些特殊元器件， Altium Designer提供的库文件里没有此元件，需要自己绘制。执行菜单命令[File]/[New]/[Library]/[Schematic Library]，在Schematic Library界面，进行绘制原理图元件，绘制完成后，将文件保存在项目工程中，再放置该元件。

（3）原理图连线。执行菜单命令中[Place]/[Wire]或单击布线工具栏的放置导线按钮，光标变为大十字光标。光标移到元件的引脚端时，光标中心的“×”号变为一个红“米”字形符号，表示导线的端点与元件引脚的电气点可以正确连接，单击左键，导线的起点与元件的引脚相连接，同时确定了导线的起点，移动光标时在光标和导线之间会有一条线出现这就是所要放置的导线。

3、编译原理图。编译项目是Altium Designer进行设计过程中的重要步骤，主要包括项目检查、各种数据生成等内容。执行菜单命令[Project]/[Compile PCBProject Document.PrjPcb]，对所建项目进行编译，同时弹出信息面板（Messages），在信息面板中就会显示原理图的错误所在，如信息面板是空白，则说明原理图没有错误，符合你设置的检查规则。

4、PCB文件的创建。在新建的项目工程文件中添加PCB文件，执行菜单命令[File]/[New]/[Pcb]，此时项目面板中“ .PrjPCB” 项目下面出现“Pcb1.PcbDoc”文件名，单击保存按钮，保存PCB文件。执行菜单命令[Design]/[“Import Changes From * .PrjPCB]，把项目工程中的SCH导入PCB文件中。在导人SCH过程中，出现错误较多的就是，元件封装没有发现，出现这种错误的一般原因有：

（1）元件封装库没有导人新建的PCB文件中，要求在导人SCH前把对应的元件封装库导入PCB文件中。

（2）自己绘制的封装库，新建的元件封装名字和原理图里元件属性里的封装名字不对应导致错误。自己绘制的封装，其封装命名，要和原理图里元件属性里的封装名相同，否则要进行修改。

5、规划电路板。在软件界面下层的选择中，选中禁止布线层Keep Out Layer，用画线命令画矩形框，来确定电路板的电气边界。

6、元件布局。SCH正确导人后，对于元器件布局要合理放置，既要注意美观性，同时也要符合电路设计的要求。

7、电路板布线。在PCB设计中，布线操作之前，一般要进行布线规则设置。

（1）布线规则设置。执行菜单命令Design/Rule，根据对电路板的实际的要求设置布线规则。首先设置布线层数，是单面板还是双面板，是底层、顶层或双面走线；再指定印刷导线的线宽，通常接地线和电源线要宽一些，信号线宽要窄一些，并尽量把电源线、地线和其他信号线的走线一致，以增强抗干扰能力。

（2）手工或自动布线。对于简单的电路，可以直接利用交互式布线工具，在指定的层绘制印刷导线；对于较复杂的电路，可以先进行自动布线，再采用手工布线，进行局部修改和优化，而且要反复修改，以达到布线的美观性和合理性。

8、制作印刷电路板，完成产品设计。将设计的PCB图，打印、转印、腐蚀、打孔，制作出印刷电路板，并安装焊接元件，调试，最后制作出真实的产品。

Altium Designer设计出的印刷电路板图，其效率高、可靠性好，但要设计出高质量的电路板，应对电路原理的设计、元器件的选择、空间电磁波的干扰、导线的宽度和走向等诸多问题综合考虑。

参考文献：