Lær disse to kredsløb, PCB-design er ikke svært!

Hvorfor lære strømkredsdesign

Strømforsyningskredsløbet er en vigtig del af et elektronisk produkt, designet af strømforsyningskredsløbet er direkte relateret til produktets ydeevne.

Klassificering af strømforsyningskredsløb

Strømkredsløbene i vores elektroniske produkter omfatter hovedsageligt lineære strømforsyninger og højfrekvente skiftende strømforsyninger. I teorien er den lineære strømforsyning, hvor meget strøm brugeren har brug for, input vil give hvor meget strøm; Skiftende strømforsyning er, hvor meget strøm brugeren har brug for, og hvor meget strøm der leveres ved inputenden.

Skematisk diagram af lineært strømforsyningskredsløb

Lineære strømenheder fungerer i en lineær tilstand, såsom vores almindeligt anvendte spændingsregulatorchips LM7805, LM317, SPX1117 og så videre. Figur 1 nedenfor er det skematiske diagram af det LM7805 regulerede strømforsyningskredsløb.

Figur 1 Skematisk diagram af lineær strømforsyning

Det ses af figuren, at den lineære strømforsyning er sammensat af funktionelle komponenter som ensretning, filtrering, spændingsregulering og energilagring. Samtidig er den generelle lineære strømforsyning en seriespændingsregulerende strømforsyning, udgangsstrømmen er lig med indgangsstrømmen, I1=I2+I3, I3 er referenceenden, strømmen er meget lille, så I1≈I3 . Hvorfor vil vi tale om strømmen, fordi PCB-design, bredden af ​​hver linje er ikke tilfældigt indstillet, skal bestemmes i henhold til størrelsen af ​​strømmen mellem knudepunkterne i skemaet. Den nuværende størrelse og strømflow skal være tydeligt for at gøre brættet helt rigtigt. 

Lineær strømforsyning PCB diagram

Ved design af printkortet skal layoutet af komponenterne være kompakt, alle forbindelser skal være så korte som muligt, og komponenterne og linjerne skal udlægges i henhold til det funktionelle forhold mellem de skematiske komponenter. Dette strømforsyningsdiagram er den første ensretning, og derefter filtrering, filtrering er spændingsreguleringen, spændingsregulering er energilagringskondensatoren, efter at have strømmet gennem kondensatoren til følgende kredsløbselektricitet.

Figur 2 er PCB-diagrammet for ovenstående skematiske diagram, og de to diagrammer ligner hinanden. Det venstre billede og det højre billede er lidt anderledes, strømforsyningen i det venstre billede er direkte til indgangsfoden på spændingsregulatorchippen efter ensretning, og derefter spændingsregulatorkondensatoren, hvor filtreringseffekten af ​​kondensatoren er meget dårligere , og outputtet er også problematisk. Billedet til højre er godt. Vi skal ikke kun overveje strømmen af ​​det positive strømforsyningsproblem, men skal også overveje tilbagestrømningsproblemet, generelt skal den positive strømledning og jordtilbageløbsledningen være så tæt på hinanden som muligt.

Figur 2 PCB diagram over lineær strømforsyning

Når vi designer den lineære strømforsynings printkort, skal vi også være opmærksomme på varmeafledningsproblemet for strømregulatorchippen i den lineære strømforsyning, hvordan varmen kommer, hvis spændingsregulatorchippens frontende er 10V, er udgangsenden 5V, og udgangsstrømmen er 500mA, så er der et 5V spændingsfald på regulatorchippen, og den genererede varme er 2,5W; Hvis indgangsspændingen er 15V, er spændingsfaldet 10V, og den genererede varme er 5W, derfor er vi nødt til at afsætte nok varmeafledningsplads eller rimelig køleplade i henhold til varmeafledningseffekten. Lineær strømforsyning bruges generelt i situationer, hvor trykforskellen er relativt lille, og strømmen er relativt lille, ellers skal du bruge omskiftningsstrømforsyningskredsløbet.

Skematisk eksempel på højfrekvent skiftende strømforsyningskredsløb

Skiftende strømforsyning er at bruge kredsløbet til at styre skifterøret til højhastigheds-on-off og cut-off, generere PWM-bølgeform, gennem induktoren og den kontinuerlige strømdiode, brugen af ​​elektromagnetisk konvertering af måden at regulere spændingen på. Skiftende strømforsyning, høj effektivitet, lav varme, vi bruger generelt kredsløbet: LM2575, MC34063, SP6659 og så videre. I teorien er strømforsyningen ens i begge ender af kredsløbet, spændingen er omvendt proportional, og strømmen er omvendt proportional.

Figur 3 Skematisk diagram af LM2575 skiftende strømforsyningskredsløb

PCB diagram af skiftende strømforsyning

Ved udformning af koblingsstrømforsyningens PCB er det nødvendigt at være opmærksom på: inputpunktet for feedbacklinjen og den kontinuerlige strømdiode er for hvem den kontinuerlige strøm er givet. Som det kan ses af figur 3, når U1 er tændt, går strømmen I2 ind i induktoren L1. Det karakteristiske ved induktoren er, at når strømmen løber gennem induktoren, kan den ikke frembringes pludseligt, og den kan heller ikke forsvinde pludseligt. Ændringen af ​​strøm i induktoren har en tidsproces. Under påvirkning af pulserende strøm I2, der strømmer gennem induktansen, omdannes noget af den elektriske energi til magnetisk energi, og strømmen øges gradvist, på et bestemt tidspunkt, slukker styrekredsløbet U1 I2 på grund af induktansens karakteristika, strøm kan ikke pludselig forsvinde, på dette tidspunkt virker dioden, den overtager strømmen I2, så den kaldes kontinuert strømdiode, det kan ses at kontinuert strømdiode bruges til induktansen. Den kontinuerlige strøm I3 starter fra den negative ende af C3 og strømmer ind i den positive ende af C3 gennem D1 og L1, hvilket svarer til en pumpe, der bruger induktorens energi til at øge spændingen af ​​kondensatoren C3. Der er også problemet med inputpunktet for tilbagekoblingslinjen for spændingsdetektering, som skal føres tilbage til stedet efter filtrering, ellers vil udgangsspændingsrippelen være større. Disse to punkter ignoreres ofte af mange af vores PCB-designere, idet de tænker, at det samme netværk ikke er det samme der, faktisk er stedet ikke det samme, og ydeevnepåvirkningen er stor. Figur 4 er PCB-diagrammet for LM2575-switchende strømforsyning. Lad os se, hvad der er galt med det forkerte diagram.

Figur 4 PCB-diagram af LM2575 skiftende strømforsyning

Hvorfor vil vi tale om det skematiske princip i detaljer, fordi skemaet indeholder en masse PCB-information, såsom adgangspunktet for komponentstiften, den aktuelle størrelse af nodenetværket osv., se skemaet, PCB-design er ikke et problem. LM7805- og LM2575-kredsløbene repræsenterer det typiske layout-kredsløb for henholdsvis lineær strømforsyning og skiftende strømforsyning. Når man laver PCBS, er layoutet og ledningsføringen af ​​disse to PCB-diagrammer direkte på linjen, men produkterne er forskellige og printkortet er forskelligt, som justeres efter den faktiske situation.

Alle ændringer er uadskillelige, så princippet om strømkredsløbet og den måde, hvorpå kortet er sådan, og hvert elektronisk produkt er uadskilleligt fra strømforsyningen og dets kredsløb, derfor lær de to kredsløb, den anden er også forstået.