“剛接觸KiCad的時候，繪制原理圖時經(jīng)常會遇到以下ERC的錯誤：輸入電源引腳不受任何輸出電源引腳驅(qū)動。檢查后發(fā)現(xiàn)+5V、+3.3V明明已經(jīng)和連接器正常連接，那為什么還會報錯呢？”

電源輸入引腳與電源輸出引腳

KiCad 的 ERC 會檢查器件引腳的電氣類型。如果某個引腳的電氣類型為“電源輸入”，然而它又沒有與任何電氣類型為“電源輸出”的引腳相連，ERC就會報錯：輸入電源引腳不受任何輸出電源引腳驅(qū)動。這樣的檢查是相當(dāng)必要的，因為任何設(shè)計中，忘記連接電源輸入引腳一定會造成器件工作異常。

但對于一些剛接觸KiCad的工程師，看到了ERC的報錯卻不知道怎么修改。除了直接修改器件符號的引腳電氣類型之外，使用電源符號 PWR_FLAG 是一個靈活的解決方案。

我們先來看一下 KiCad ERC 的邏輯。以下圖為例，一個非常簡單的原理圖，沒有使用PWR_FLAG：

分別查看BT1、+3.3V、LED的引腳電氣屬性：

電池BT的引腳為“電源輸出”，連接了+3.3V的“電源輸入”引腳，而LED的引腳電氣類型為“無源”。由于+3.3V的“電源輸入”引腳被BT的“電源輸出”引腳驅(qū)動，因此ERC一切正常。

注意：在KiCad中，電源及地符號的引腳電氣屬性均為電源輸入，且引腳默認(rèn)設(shè)為“隱藏”。咋一看會覺得非常奇怪，為什么要把電源符號的引腳電氣屬性定義為“電源輸入”，而不是“電源輸出”呢？因為電源雖然用來給器件芯片供電，但本質(zhì)上來講這些符號所代表的電源仍然來自于“外部”，可能是一個接插件，也可能是一個LDO芯片。

以最簡單的7805芯片為例：

1、2腳為電源輸入，通常連接變壓器經(jīng)整流、濾波之后的電壓源；3腳為電源輸出，通常直接連接+5V的電源符號。3腳的“電源輸出”引腳直接驅(qū)動+5V的“電源輸入”，合情合理。

PWR_Flag的應(yīng)用

那么問題來了，既然所有的電源符號引腳電氣屬性都為“電源輸入”，那如果“外部電源”并非來自電池等擁有“電源輸出”引腳的符號，而是來自于通用的連接器（連接器的引腳屬性通常都定義為“無源”），ERC豈不是要報錯？

的確如此，如下圖所示，7805的引腳1、2都會出現(xiàn)“輸入電源引腳不受任何輸出電源引腳驅(qū)動”的錯誤。仔細(xì)想想，雖然和預(yù)期的不一致，但ERC確實也盡到了檢查的責(zé)任，因為“電源輸入”引腳如果連接的不是“電源輸出”引腳（不管是漏了沒有連還是連錯了），都可能造成芯片沒有電源的情況。

但對于通用的連接器符號而言，無法得知來自外部的信號屬性；也不太可能為不同的場景設(shè)計不同的連接器符號。那該怎么處理這種情況？ 這時候，就該 PWR_FLAG 符號登場了。 該符號與其他電源符號設(shè)計方法一致，但其引腳電氣類型被設(shè)計為“電源輸出”。這樣，就可以利用它的特殊性，在ERC不報錯的前提下，仍保持了設(shè)計的靈活性，如下圖所示：

注意：雖然兩個PWR_FLAG 符號具有相同的值 “PWR_FLAG”，但它們并不會連接在一起，因為它們在放置時內(nèi)部分配了不同的 FLAG/NET_NAME。

如果您不想使用 KiCad 提供的符號，那么您可以輕松創(chuàng)建自己的 PWR_FLAG 符號。它只不過是一個具有“電源輸出”類型引腳的符號。此外，其位號以“#”開頭，以確保 KiCad 不會嘗試將其連接到封裝。同時勾選符號屬性中的 “定義為電源符號” ，這將確保它顯示在 “添加電源符號” (符號庫中的 Power 分類)的對話框中。

小結(jié)

KiCad中電源符號的使用方法與其他EDA軟件略有不同，但仍然同時保持了嚴(yán)謹(jǐn)與靈活性。PWR_FLAG符號的使用保證了設(shè)計邏輯貫穿始終。

審核編輯 黃宇