Плата питания с LDO: выпуск, заказ и запуск

Плата нарисована и прошла DRC. Осталось превратить её в файлы, которые поймёт завод, заказать и — главное — правильно включить в первый раз. Как настраивать каждый вид файлов, разобрано в модуле 10. Здесь — порядок действий для конкретного проекта и чек-листы.

Шаг 1. Комплект файлов

Что нужно для изготовления голой платы (урок 10.1):

Файл	Зачем	Урок
Gerber (X2) по всем слоям: медь, маска, шелкография, контур	рисунок каждого слоя	10.2
NC Drill (Excellon): металлизированные и неметаллизированные отверстия раздельно	сверловка; наши отверстия M3 — неметаллизированные	10.3
Чертёж платы (PDF)	размеры, стек, материал, покрытие, особые требования	10.7

Если плату будет собирать завод — ещё BOM (перечень деталей с MPN, урок 10.4) и Pick&Place (координаты, урок 10.5). Для этой платы ручная сборка проще: всего девять деталей.

Удобнее всего настроить всё один раз в Output Job и запускать одной кнопкой (урок 10.6). Если в мультивибраторе ты уже делал .OutJob, скопируй его в этот проект и поменяй только имена файлов.

Шаг 2. Проверка в просмотрщике Gerber

Никогда не отправляй файлы, которые не открыл сам. Загрузи архив в просмотрщик (урок 10.8) и проверь по списку:

• Все слои на месте: две меди, две маски, шелкография, контур, сверловка.
• Контур замкнут, размер 40×30 мм.
• Полигон +3V3 под DA1 есть на обоих слоях, переходные отверстия в нём видны на сверловке.
• Окна в маске открыты на всех площадках, но не на переходных отверстиях (если ты их закрывал маской).
• Шелкография не залезает на площадки, «+» конденсаторов и надпись полярности видны.
• Отверстия M3 — в файле неметаллизированных отверстий.

[СКРИНШОТ: плата питания в просмотрщике Gerber: верхняя медь, маска и сверловка]public/screenshots/m11/l03-gerber-viewer.png

Шаг 3. Параметры заказа

Типичная форма заказа у производителя прототипов. Значения для нашей платы:

Параметр	Выбор	Комментарий
Слоёв	2
Размер	40×30 мм	обычно определяется по Gerber сам
Материал	FR-4, стандартный Tg	урок 4.2
Толщина	1,6 мм	под гнездо питания: его выводы рассчитаны на определённую толщину платы — проверь в даташите гнезда
Медь	1 oz (35 мкм) снаружи	под этот вариант считали ширину дорожек
Минимальные дорожка и зазор	≥ 0,2 мм	проверь, что твои правила не строже возможностей завода
Покрытие	HASL без свинца или ENIG	для ручной пайки подойдёт любое (урок 4.5)
Цвет маски	любой	зелёный обычно самый дешёвый и быстрый
Количество	минимальное (обычно 5 шт.)	разница в цене между 5 и 10 штуками бывает небольшой

💡Совет

Перед оплатой открой предпросмотр, который строит сайт производителя по твоим файлам. Если там что-то не так (нет контура, перепутаны слои), исправь до оплаты. Этот предпросмотр — вторая независимая проверка после твоего просмотрщика.

Шаг 4. Сборка

Порядок ручной пайки: от низких деталей к высоким. Сначала VT1 и мелкие 0805, потом танталовые конденсаторы (проверь полярность!), потом DA1, последними — гнездо и штыри.

Фланец SOT-223 на большом полигоне плохо прогревается маленьким жалом: медь быстро уводит тепло. Нужно жало пошире, температура повыше или подогрев платы снизу. Это прямое следствие того, что мы сделали хороший теплоотвод.

Критерии хорошей пайки — в IPC-A-610: галтели припоя без пор и «холодного» блеска, нет перемычек между выводами SOT-23.

Шаг 5. Первое включение

Правило отладки из урока 1.8: сначала прозвонка, потом питание с ограничением тока.

Рис. 11.12. Порядок первого включения. Каждый шаг проверяет одно предположение. Если шаг не прошёл — дальше не идём: следующий шаг может сжечь плату или замаскировать причину ошибки.

1. Без питания: прозвони VIN–GND и +3V3–GND. Короткого замыкания быть не должно. На +3V3–GND мультиметр может «пискнуть» на мгновение — это заряжается C3.
2. Лабораторный блок питания: 5,0 В, ограничение тока 50 мА. Подключи. Ток без нагрузки должен быть порядка собственного тока LM1117 плюс светодиод — единицы миллиампер. Если блок сразу упёрся в ограничение — выключай и ищи замыкание.
3. Проверка ТЗ по пунктам:

Пункт ТЗ	Как проверить	Ожидание
Выход 3,3 В ± 3 %	вольтметр на TP2–TP3 при входе 5 и 12 В	3,20–3,40 В
Работа при 5 В под нагрузкой	резистор 6,8 Ом (≈ 0,49 А) на выход, мощность резистора 2 Вт и больше	выход в допуске
Тепло при 12 В	нагрузка 22 Ом (≈ 150 мА), 10 минут, термопара или пирометр на DA1	корпус заметно ниже 125 °C
Переполюсовка	подать 12 В обратной полярности на 5 секунд, затем нормальной	плата работает, VT1 не нагрелся
Индикация	визуально	HL1 горит

⚠️Внимание

Нагрузочный резистор на 0,5 А при 3,3 В рассеивает около 1,6 Вт и сильно греется. Бери резистор на 2–5 Вт или несколько резисторов параллельно и не трогай его руками во время теста.

📖Из учебникагл. 6, §6.18, с. 367–369

Хоровиц перечисляет практические проблемы трёхвыводных стабилизаторов: нужен запас по входному напряжению, нужны конденсаторы рядом с выводами, и стабилизатор защищён от перегрева внутренней схемой. Последнее значит, что перегретая LM1117 обычно не сгорает, а начинает отключаться и включаться. Если выход «мигает» под нагрузкой при 12 В — это сработала тепловая защита, и расчёт тепла надо пересмотреть.

Шаг 6. Выпуск и протокол

Запиши результаты измерений в файл рядом с проектом: дата, версия платы, все пункты ТЗ с измеренными значениями, найденные ошибки и что исправить в версии 1.1. Затем зафиксируй версию проекта: в Altium 365 — через Project Releaser (урок 10.6), без облака — архивом проекта плюс выходными файлами с номером версии в имени.

Это не бюрократия. Через полгода тебе понадобится вспомнить, что именно ты заказывал и что работало.

🧯 Типичные ошибки

Завод прислал платы без крепёжных отверстий

Почему Неметаллизированные отверстия не попали в выходные файлы сверловки или оказались в отдельном файле, который не загрузили.

Как исправить Проверь сверловку в просмотрщике и загружай на сайт производителя весь архив целиком.

При первом включении сгорел стабилизатор

Почему Плату включили от мощного блока питания без ограничения тока, а в ней было замыкание или перепутанная полярность тантала.

Как исправить Сначала прозвонка, потом питание с ограничением тока 50–100 мА. Тантал — проверять полярность до пайки.

Выход в норме без нагрузки, но проседает под 0,5 А при 5 В

Почему Не хватает запаса на падение: тонкие провода от блока питания, падение на защите или блок питания проседает сам.

Как исправить Измерь напряжение прямо на TP1 (VIN), а не на блоке питания. Сравни с бюджетом из урока 11.1.1.

Проверь себя

1. 1. С какого ограничения тока разумно начать первое включение этой платы?

   Без ограничения≈ 50 мА≈ 2 А
2. 2. Почему фланец SOT-223 трудно запаять обычным тонким жалом?

   Он покрыт специальным лакомБольшой медный полигон быстро уводит тепло — ровно то, ради чего мы его сделалиОн из алюминия
3. 3. Где мерить входное напряжение при проверке работы под нагрузкой?

   На дисплее блока питанияНа контрольной точке VIN на платеНа выходе J2

🎯Практическое задание~60 мин

1. Сгенерируй все выходные файлы, проверь их по чек-листу шага 2 и упакуй в архив POWER3V3_v1.0_fab.zip.
2. Заполни форму заказа у выбранного производителя до шага оплаты и сравни его предпросмотр со своим просмотрщиком.
3. Подготовь таблицу проверки ТЗ (шаг 5): пустые колонки «измерено» и «вывод» ты заполнишь, когда придут платы.