Belajar dua litar ini, reka bentuk PCB tidak sukar!

Mengapa belajar reka bentuk litar kuasa

Litar bekalan kuasa adalah bahagian penting dalam produk elektronik, reka bentuk litar bekalan kuasa secara langsung berkaitan dengan prestasi produk.

Klasifikasi litar bekalan kuasa

Litar kuasa produk elektronik kami terutamanya termasuk bekalan kuasa linear dan bekalan kuasa pensuisan frekuensi tinggi.Secara teori, bekalan kuasa linear adalah berapa banyak arus yang diperlukan pengguna, input akan memberikan berapa banyak arus;Bekalan kuasa pensuisan ialah berapa banyak kuasa yang diperlukan oleh pengguna, dan berapa banyak kuasa yang disediakan pada hujung input.

Gambar rajah skema litar bekalan kuasa linear

Peranti kuasa linear berfungsi dalam keadaan linear, seperti cip pengatur voltan kami yang biasa digunakan LM7805, LM317, SPX1117 dan sebagainya.Rajah 1 di bawah ialah gambarajah skematik litar bekalan kuasa terkawal LM7805.

Rajah 1 Diagram skematik bekalan kuasa linear

Ia dapat dilihat daripada rajah bahawa bekalan kuasa linear terdiri daripada komponen berfungsi seperti pembetulan, penapisan, pengawalan voltan dan penyimpanan tenaga.Pada masa yang sama, bekalan kuasa linear am adalah bekalan kuasa peraturan voltan bersiri, arus keluaran adalah sama dengan arus input, I1=I2+I3, I3 ialah hujung rujukan, arusnya sangat kecil, jadi I1≈I3 .Mengapa kita ingin bercakap tentang arus, kerana reka bentuk PCB, lebar setiap baris tidak ditetapkan secara rawak, akan ditentukan mengikut saiz arus antara nod dalam skema.Saiz semasa dan aliran arus hendaklah jelas untuk menjadikan papan itu betul-betul tepat. 

Gambar rajah PCB bekalan kuasa linear

Apabila mereka bentuk PCB, susun atur komponen hendaklah padat, semua sambungan hendaklah sesingkat mungkin, dan komponen dan garisan hendaklah dibentangkan mengikut hubungan fungsi komponen skematik.Gambar rajah bekalan kuasa ini adalah pembetulan pertama, dan kemudian penapisan, penapisan adalah peraturan voltan, peraturan voltan adalah kapasitor simpanan tenaga, selepas mengalir melalui kapasitor ke litar elektrik berikut.

Rajah 2 ialah rajah PCB bagi rajah skema di atas, dan kedua-dua rajah adalah serupa.Gambar kiri dan gambar kanan sedikit berbeza, bekalan kuasa dalam gambar kiri terus ke kaki input cip pengatur voltan selepas pembetulan, dan kemudian kapasitor pengatur voltan, di mana kesan penapisan kapasitor adalah lebih teruk. , dan output juga bermasalah.Gambar di sebelah kanan adalah gambar yang bagus.Kita bukan sahaja perlu mempertimbangkan aliran masalah bekalan kuasa positif, tetapi juga mesti mempertimbangkan masalah aliran balik, secara amnya, talian kuasa positif dan talian aliran balik tanah harus sedekat mungkin antara satu sama lain.

Rajah 2 rajah PCB bekalan kuasa linear

Apabila mereka bentuk PCB bekalan kuasa linear, kita juga harus memberi perhatian kepada masalah pelesapan haba cip pengatur kuasa bekalan kuasa linear, bagaimana haba datang, jika hujung depan cip pengatur voltan ialah 10V, hujung output ialah 5V, dan arus keluaran ialah 500mA, maka terdapat penurunan voltan 5V pada cip pengawal selia, dan haba yang dihasilkan ialah 2.5W;Jika voltan masukan ialah 15V, penurunan voltan ialah 10V, dan haba yang dihasilkan ialah 5W, oleh itu, kita perlu mengetepikan ruang pelesapan haba yang mencukupi atau sink haba yang munasabah mengikut kuasa pelesapan haba.Bekalan kuasa linear biasanya digunakan dalam situasi di mana perbezaan tekanan agak kecil dan arusnya agak kecil, jika tidak, sila gunakan litar bekalan kuasa pensuisan.

Contoh skematik litar bekalan kuasa pensuisan frekuensi tinggi

Bekalan kuasa pensuisan adalah untuk menggunakan litar untuk mengawal tiub pensuisan untuk berkelajuan tinggi on-off dan cut-off, menjana bentuk gelombang PWM, melalui induktor dan diod semasa berterusan, penggunaan penukaran elektromagnet cara untuk mengawal voltan.Menukar bekalan kuasa, kecekapan tinggi, haba rendah, kami biasanya menggunakan litar: LM2575, MC34063, SP6659 dan sebagainya.Secara teori, bekalan kuasa pensuisan adalah sama pada kedua-dua hujung litar, voltan adalah berkadar songsang, dan arus adalah berkadar songsang.

Rajah 3 Diagram skematik litar bekalan kuasa pensuisan LM2575

Gambar rajah PCB bagi bekalan kuasa pensuisan

Apabila mereka bentuk PCB bekalan kuasa pensuisan, adalah perlu untuk memberi perhatian kepada: titik input garis maklum balas dan diod arus berterusan adalah untuk siapa arus berterusan diberikan.Seperti yang dapat dilihat dari Rajah 3, apabila U1 dihidupkan, arus I2 memasuki induktor L1.Ciri-ciri induktor ialah apabila arus mengalir melalui induktor, ia tidak boleh dijana secara tiba-tiba, dan ia juga tidak boleh hilang secara tiba-tiba.Perubahan arus dalam induktor mempunyai proses masa.Di bawah tindakan arus berdenyut I2 yang mengalir melalui induktansi, sebahagian daripada tenaga elektrik ditukar menjadi tenaga magnet, dan arus secara beransur-ansur meningkat, pada masa tertentu, litar kawalan U1 mematikan I2, disebabkan oleh ciri-ciri kearuhan, arus tidak boleh hilang secara tiba-tiba, pada masa ini diod berfungsi, ia mengambil alih arus I2, jadi ia dipanggil diod arus berterusan, dapat dilihat bahawa diod arus berterusan digunakan untuk induktansi.Arus berterusan I3 bermula dari hujung negatif C3 dan mengalir ke hujung positif C3 melalui D1 dan L1, yang bersamaan dengan pam, menggunakan tenaga induktor untuk meningkatkan voltan kapasitor C3.Terdapat juga masalah titik input garis maklum balas pengesanan voltan, yang harus disalurkan kembali ke tempat selepas penapisan, jika tidak riak voltan keluaran akan menjadi lebih besar.Kedua-dua perkara ini sering diabaikan oleh kebanyakan pereka PCB kami, memikirkan bahawa rangkaian yang sama tidak sama di sana, sebenarnya, tempat itu tidak sama, dan impak prestasinya hebat.Rajah 4 ialah rajah PCB bagi bekalan kuasa pensuisan LM2575.Mari lihat apa yang salah dengan gambar rajah yang salah.

Rajah 4 rajah PCB bagi bekalan kuasa pensuisan LM2575

Mengapa kita ingin bercakap tentang prinsip skematik secara terperinci, kerana skematik mengandungi banyak maklumat PCB, seperti titik capaian pin komponen, saiz semasa rangkaian nod, dan lain-lain, lihat skema, reka bentuk PCB tidak menjadi masalah.Litar LM7805 dan LM2575 masing-masing mewakili litar susun atur biasa bekalan kuasa linear dan bekalan kuasa pensuisan.Apabila membuat PCBS, susun atur dan pendawaian kedua-dua rajah PCB ini secara langsung di atas talian, tetapi produknya berbeza dan papan litar berbeza, yang diselaraskan mengikut keadaan sebenar.

Semua perubahan tidak dapat dipisahkan, jadi prinsip litar kuasa dan cara papan itu, dan setiap produk elektronik tidak dapat dipisahkan daripada bekalan kuasa dan litarnya, oleh itu, pelajari dua litar, yang lain juga difahami.