Diseño electrónico - Diseño de PCB del módulo de alimentación

El circuito de alimentación es una parte importante de los productos electrónicos. El diseño del Circuito de alimentación afecta directamente el rendimiento del producto.

Clasificación de los circuitos de alimentación

El circuito de alimentación de la fábrica de PCB incluye principalmente una fuente de alimentación lineal y una fuente de alimentación de interruptor de alta frecuencia. En teoría, la fuente de alimentación lineal es cuánta corriente necesita el usuario y cuánta corriente debe proporcionar el terminal de entrada; La fuente de alimentación del interruptor es cuánta potencia necesita el usuario y cuánta potencia proporciona la entrada.

Ejemplo de esquema del Circuito de alimentación lineal

Los equipos de fuente de alimentación lineal funcionan en un Estado lineal, como nuestros chips de regulador de voltaje comunes lm7805, lm317, spx117, etc. la fuente de alimentación lineal consta de rectificadores, filtros, estabilizadores de tensión, almacenamiento de energía y otras funciones. Al mismo tiempo, la fuente de alimentación lineal comúnmente utilizada es una fuente de alimentación estable en serie, la corriente de salida es igual a la corriente de entrada, I1 = I2 + i3, I3 es el extremo de referencia, la corriente es muy pequeña, por lo que i10i3. Hablamos de corriente porque el ancho de cada línea no se establece aleatoriamente durante el diseño del pcb, sino que se determina en función de la corriente entre los nodos del componente en el esquema (consulte la "tabla de relaciones de espesor, ancho de línea y corriente de cobre y platino de diseño del pcb"). El tamaño y la dirección de la corriente eléctrica deben aclararse para que la placa de circuito acaba de ser buena.

Diagrama de PCB de fuente de alimentación lineal

Al diseñar el pcb, el diseño de los componentes debe ser compacto, todas las conexiones deben ser lo más cortas posible y los componentes y rastros deben diseñarse de acuerdo con la relación funcional de los componentes Principales. En este mapa de energía, se rectifica, filtra y filtra el voltaje antes de estabilizarlo. Después de que el voltaje se estabiliza, se utiliza un capacitor de almacenamiento de energía. Después de que el capacitor fluye a través del capacitor, la Potencia se utiliza para los circuitos posteriores.

Al diseñar el PCB de fuente de alimentación lineal, también se debe prestar atención a la disipación de calor del chip regulador de potencia de la fuente de alimentación lineal. ¿¿ cómo llegó el calor? Si el voltaje frontal del chip regulador es de 10v, el extremo de salida es de 5v y la corriente de salida es de 500ma, está en el chip regulador. El voltaje cae a 5v y el calor generado es de 2,5w; Si el voltaje de entrada es de 15v, el voltaje se reduce a 10v y el calor generado es de 5w. Por lo tanto, nuestro diseño es reservar suficiente espacio de disipación de calor o radiadores razonables de acuerdo con la Potencia de disipación de calor. La fuente de alimentación lineal se utiliza generalmente en situaciones en las que la diferencia de voltaje es relativamente pequeña y la corriente es relativamente pequeña, de lo contrario, cambie al circuito de alimentación del interruptor.

Ejemplo de esquema del Circuito de alimentación del interruptor de alta frecuencia

La fuente de alimentación del interruptor es a través de inductores y diodos de continuación de corriente, utilizando el circuito para controlar el tubo del interruptor para la conducción y el apagado de alta velocidad, produciendo ondas PWM y utilizando el método de conversión de potencia electromagnética para ajustar el voltaje. La fuente de alimentación del interruptor tiene alta potencia, alta eficiencia y bajo calor. Los circuitos que solemos utilizar son: lm2575, mc34063, sp6659, etc. en teoría, la fuente de alimentación del interruptor tiene la misma potencia en ambos extremos del circuito, el voltaje es inverso y la corriente es inversa.

Al diseñar el PCB de la fuente de alimentación del interruptor, hay que tener en cuenta: el punto de entrada de la línea de retroalimentación y quién es el semiconductor. Como se puede ver en la figura 3, cuando U1 está conectado, la corriente I2 entra en el inductor l1. La característica del sensor es que cuando la corriente fluye a través del sensor, la corriente no aparece ni desaparece repentinamente. Hay un proceso de tiempo para los cambios de corriente en los inductores. Bajo la acción de la corriente de pulso I2 que fluye a través de la inducción, parte de la energía eléctrica se convierte en energía magnética, y la corriente aumenta gradualmente. En algún momento, el circuito de control U1 desconectó i2. Debido a las características del inductor, la corriente no puede desaparecer repentinamente, y el Semiconductor funciona en este momento. se hace cargo de la corriente i2, por lo que se llama diodos de continuación. Se puede ver que los diodos de continuación se utilizan en inductores. La corriente de continuación I3 comienza en el terminal negativo de C3 y fluye hacia el terminal positivo de C3 después de D1 y l1. Esto equivale a una bomba de agua que utiliza la energía de un inductor para aumentar el voltaje del capacitor c3.

También hay un problema de introducir puntos en la línea de retroalimentación de la detección de voltaje, que debe retroalimentarse después del filtro, de lo contrario la onda de voltaje de salida será mayor. Estos dos puntos son a menudo ignorados por muchos de nuestros diseñadores de pcb, que piensan que el mismo lugar de conexión a la red es diferente. De hecho, las diferentes posiciones de conexión también tienen un gran impacto en el rendimiento. La figura 4 es un diagrama de PCB de la fuente de alimentación del interruptor lm2575. Veamos la imagen equivocada.

Por qué necesitamos explicar en detalle los principios del esquema, porque el esquema contiene mucha información sobre el dibujo de pcb, como los puntos de acceso a los pines de los componentes, el tamaño actual de la red de nodos, etc. después de ver claramente el esquema, el diseño de PCB no es un problema. Los circuitos lm7805 y lm2575 representan circuitos de diseño típicos de fuentes de alimentación lineales y fuentes de alimentación de conmutación, respectivamente. Al hacer pcb, se puede seguir directamente el diseño y el cableado de estos dos dibujos de pcb, pero el producto es diferente y la placa de circuito es diferente. Ajustar de acuerdo con la situación real.

El principio y el método de diseño del Circuito de alimentación son los mismos, y cada producto electrónico no puede prescindir de la fuente de alimentación y su circuito. Por lo tanto, después de aprender estos dos circuitos, los otros también son claros. Levanta el pecho.