Зошто да научите дизајн на струјни кола
Колото за напојување е важен дел од електронскиот производ, дизајнот на колото за напојување е директно поврзан со перформансите на производот.
Класификација на кола за напојување
Напојувачките кола на нашите електронски производи главно вклучуваат линеарни напојувања и високофреквентни прекинувачки напојувања. Во теорија, линеарното напојување е колку струја му е потребна на корисникот, влезот ќе обезбеди колку струја; прекинувачкото напојување е колку енергија му е потребна на корисникот и колку енергија се обезбедува на влезниот крај.
Шематски дијаграм на линеарно коло за напојување
Линеарните уреди за напојување работат во линеарна состојба, како што се нашите најчесто користени чипови за регулација на напон LM7805, LM317, SPX1117 и така натаму. Слика 1 подолу е шематски дијаграм на колото за регулирано напојување LM7805.
Слика 1 Шематски дијаграм на линеарно напојување
Од сликата може да се види дека линеарното напојување е составено од функционални компоненти како што се исправка, филтрирање, регулација на напонот и складирање на енергија. Во исто време, општото линеарно напојување е напојување со сериска регулација на напонот, излезната струја е еднаква на влезната струја, I1=I2+I3, I3 е референтниот крај, струјата е многу мала, па I1≈I3. Зошто сакаме да зборуваме за струјата, бидејќи дизајнот на печатената плочка, ширината на секоја линија не е случајно поставена, треба да се одреди според големината на струјата помеѓу јазлите во шемата. Големината на струјата и протокот на струјата треба да бидат јасни за да се направи плочката токму како што треба.
Линеарна PCB шема на напојување
При дизајнирање на ПХБ, распоредот на компонентите треба да биде компактен, сите врски треба да бидат што е можно пократки, а компонентите и водовите треба да бидат поставени според функционалниот однос на шематските компоненти. Оваа шема на напојување е првата корекција, а потоа филтрирање, филтрирање е регулација на напонот, регулација на напонот е кондензатор за складирање енергија, по што тече електрична енергија низ кондензаторот во следното коло.
Слика 2 е дијаграм на ПХБ од горенаведената шематска шема, а двете дијаграми се слични. Левата слика и десната слика се малку различни, напојувањето на левата слика е директно до влезната нога на чипот за регулатор на напон по исправката, а потоа до кондензаторот за регулатор на напон, каде што ефектот на филтрирање на кондензаторот е многу полош, а излезот е исто така проблематичен. Сликата од десно е добра. Не мора да го земеме предвид само проблемот со протокот на позитивното напојување, туку мора да го земеме предвид и проблемот со повратниот тек, генерално, позитивната линија за напојување и линијата за повратен тек на земјата треба да бидат што е можно поблиску една до друга.
Слика 2 дијаграм на PCB на линеарно напојување
При дизајнирање на PCB на линеарното напојување, треба да обрнеме внимание и на проблемот со дисипација на топлината на чипот за регулатор на енергија на линеарното напојување, како доаѓа топлината, ако предниот дел на чипот за регулатор на напон е 10V, излезниот крај е 5V, а излезната струја е 500mA, тогаш има пад на напон од 5V на регулаторниот чип, а генерираната топлина е 2,5W; ако влезниот напон е 15V, падот на напонот е 10V, а генерираната топлина е 5W, затоа, треба да одвоиме доволно простор за дисипација на топлина или разумен ладилник според моќноста на дисипација на топлина. Линеарното напојување генерално се користи во ситуации каде што разликата во притисокот е релативно мала, а струјата е релативно мала, во спротивно, ве молиме користете го колото за прекинувачко напојување.
Пример за шематски приказ на коло за напојување со висока фреквенција за префрлување
Прекинувачкото напојување се користи за контрола на прекинувачката цевка за брзо вклучување, исклучување и исклучување, генерирање на PWM бранови форми, преку индукторот и диодата за континуирана струја, користење на електромагнетна конверзија на начин за регулирање на напонот. Прекинувачкото напојување, висока ефикасност, ниска топлина, ние генерално ги користиме следниве кола: LM2575, MC34063, SP6659 и така натаму. Во теорија, прекинувачкото напојување е еднакво на двата краја на колото, напонот е обратно пропорционален, а струјата е обратно пропорционална.
Слика 3 Шематски дијаграм на колото за напојување со прекинувач LM2575
PCB дијаграм на прекинувачко напојување
При дизајнирање на ПХБ на прекинувачкото напојување, потребно е да се обрне внимание на: влезната точка на повратната линија и диодата за континуирана струја се за кои е дадена континуирана струја. Како што може да се види од Слика 3, кога U1 е вклучен, струјата I2 влегува во индукторот L1. Карактеристика на индукторот е тоа што кога струјата тече низ индукторот, таа не може да се генерира одеднаш, ниту може одеднаш да исчезне. Промената на струјата во индукторот има временски процес. Под дејство на пулсирана струја I2 што тече низ индуктивноста, дел од електричната енергија се претвора во магнетна енергија, а струјата постепено се зголемува, во одреден момент, контролното коло U1 го исклучува I2, поради карактеристиките на индуктивноста, струјата не може одеднаш да исчезне, во овој момент диодата работи, ја презема струјата I2, па затоа се нарекува диода за континуирана струја, може да се види дека диодата за континуирана струја се користи за индуктивноста. Континуираната струја I3 започнува од негативниот крај на C3 и тече во позитивниот крај на C3 преку D1 и L1, што е еквивалентно на пумпа, која ја користи енергијата на индукторот за да го зголеми напонот на кондензаторот C3. Исто така, постои проблем со влезната точка на повратната линија за детекција на напон, која треба да се врати на местото по филтрирањето, во спротивно, бранувањето на излезниот напон ќе биде поголемо. Овие две точки често ги игнорираат многу од нашите дизајнери на печатени плочки, мислејќи дека истата мрежа не е иста таму, всушност, местото не е исто, а влијанието врз перформансите е големо. Слика 4 е дијаграм на печатена плочка на прекинувачко напојување LM2575. Да видиме што не е во ред со погрешниот дијаграм.
Слика 4 дијаграм на PCB на LM2575 прекинувачко напојување
Зошто сакаме детално да зборуваме за принципот на шемата, бидејќи шемата содржи многу информации за ПХБ, како што се пристапната точка на пинот на компонентата, моменталната големина на јазлестата мрежа итн., видете ја шемата, дизајнот на ПХБ не е проблем. Колата LM7805 и LM2575 претставуваат типично коло за распоред на линеарно напојување и прекинувачко напојување, соодветно. При изработка на ПХБ, распоредот и ожичувањето на овие два дијаграми на ПХБ се директно на линијата, но производите се различни и печатената плоча е различна, што се прилагодува според реалната ситуација.
Сите промени се неразделни, па затоа принципот на струјното коло и начинот на кој е поставена плочата е таков, и секој електронски производ е неразделен од напојувањето и неговото коло, затоа, научете ги двете кола, а другата е исто така разбрана.
Време на објавување: 08 јули 2023
