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如何设计一款电子产品
machinnneee | 2017-07-11 17:12:46    阅读:733   发布文章

做电子产品设计之前,先借用一句名言“学以致用”,在学校学习的各项基本技能都能为日后的研发、甚至作产品经理时考虑研发产品时提供帮助,所以,基础相当重要。不管你是一名在校大学色还是踏入工作不久,当面临一款电子产品设计时,或许你能很快甚至不费吹灰之力完成设计方案。但是,当面临设计一款面世的产品,公司打算至少5年甚至10年都推崇的产品,这个时候,就要了解一些电子产品的设计法则了。我对研发过程中碰到的问题和总结的教训,现在将一些心得分享给电子产品世界的广大网友。

在前期的产品设计中需要关注以下内容:

a、系统安全性设计

电子产品的安全性集中表现在电源上,依据电子产品的不同使用范围选择不同的电源:若电子产品功率较小,锂电池可以满足设计要求,那么依据通才的设计方法,做好电路保护即可;若需要用市电进行设计,那么需要依据IEC60536标准,确认该电子产品所要遵守的标准。

b、 电子元件的选择

在该部分,需要确认电子元件的选型,更要确认该电子元件的卖主情况、电子元件开发资料供应情况、电子元件是否方便焊接和电子元件是否便于测试。若一种元件为一新产品,其可靠性和供货周期不可靠,那么,对于电子产品的“寿命”已经大大打了折扣。

通过前期的准备,确定了设计方案和设计步骤,那么下一步就是电子产品的板级设计。在电子产品的板级设计中,需要考虑到以下三个方面:板级系统的布局设计、板级测试点的设置和系统可靠性评价。

对一个电子产品的布局设计是一项重要并且艰巨的任务,产品布局设计的好坏直接决定着产品的电子命运走向,一个不完美的布局设计甚至可以带来致命的后果。因此,一个产品的布局设计经常需要不停的修改。在布局设计中需要关注两个方面:电路模块设计和散热管理。

在电路模块设计中我采用下面的布局:

如果设计的电子产品通过接口与外界相连,那么接口电路与电路板的高速电路部分相连接。确认好电子设计后,可以采用各种技术设置通电回路,在原理设计阶段提高系统的稳定性。

对于电子产品的布局设计中的散热设计也是一项重要任务。当一个电子设计的功耗达到W级时,系统的温度就会迅速上升,如果系统的温度升高过高,会影响系统的稳定性(相信很多人都会对国产手机的散热记忆犹新),甚至会烧坏元器件。因此,在电子产品的板级设计中必考虑到电子元件的散热设计,将系统地温度限制在一定的范围内。

电路板的测试点设置对于前期的产品设计有着重要的帮助。例如,在嵌入式开发中,经常会有不同模式的切换。通才我们会测试模式选择OM[i]的选择。这时,通过测试预留的测试点,会直观的显示所选择的工作模式。另一个方面就是电压的预留测试点。通过测量预留的电压测试点,可以方便的确认电子系统的电源,从而保证系统的电源处在正确的档位。

电路的稳定性容易受到各种因素的影响,需要考虑以下几个方面:a、采用有效的散热技术保持系统的温度处在一个合适的范围;b、尽量少用高敏感性的元件;c、使用可靠性高和质量有保证的元件;d、用最少的元件设计出高效的电路;e、在元件级采用冗余技术。

最后需要考虑的是产品的后续升级实现。对于一个产品,不但考虑到眼下的市场,还应考虑到将来产品的升级和更新。在未来产品的升级中,要考虑到信号的完整性和系统的稳定性。比如现在的系统很稳定,在升级后,所选的IC芯片工作频率是现在的10倍甚至数百倍,这就面临着信号完整性和EMC设计,而不是简单的芯片替换,这点要特别注意。

以上内容只是鄙人经历过产品的设计过程的一些心得和教训,希望对广大的电子产品世界网友的产品设计有帮助。

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