Diseño electrónico - Principio de diseño de la placa de circuito impreso del Circuito de alimentación

Este artículo presenta los factores que afectan el diseño de PCB de circuitos de potencia y expone sus principios de diseño. Los requisitos de diseño de los circuitos de potencia son más estrictos que los circuitos ordinarios. Si la placa de circuito no está diseñada adecuadamente, cuando una gran cantidad de electricidad se transmite en la placa de circuito, es fácil causar accidentes, con consecuencias extremadamente graves e incluso lesiones. Si la Potencia del circuito es baja, el tiempo de subida de la señal es pequeño y el nivel de la señal es alto, los requisitos para el sistema de distribución no son muy estrictos; Sin embargo, si estos factores cambian, la demanda de Potencia aumentará, lo que requiere mucha atención. para encontrar soluciones efectivas a los problemas de distribución de potencia de la placa de circuito y disipación de calor de los componentes. Al diseñar la placa de circuito impreso de la fuente de alimentación, debemos prestar atención a los siguientes aspectos.

1. separación de circuitos de alta y baja potencia

Si la corriente en el circuito es inferior a 3a, es un circuito de baja potencia, y si la corriente en el circuito es superior a 3a, es un circuito de alta potencia. Por lo general, se utilizan circuitos de control de bajo nivel de potencia viables para controlar los componentes electrónicos activos de alta potencia. Por ejemplo, cuando el circuito ttl funciona en 5v, si la corriente es inferior a 1a, se puede controlar la conducción del tirón y generar hasta 50a de corriente. Por lo general, los circuitos de regulación de potencia y los circuitos controlados por ellos se pueden diseñar en la misma placa de circuito.

La figura 1 muestra un simple circuito de control del rectificador de tirón. Se puede ver que el transformador de pulso aislado está instalado en el circuito de alta potencia de la placa de circuito, no en el circuito de control, ya que su bobina secundaria se utiliza para conducir el circuito de control del rectificador de tirón de alta potencia. Si el circuito de baja potencia y el circuito de alta potencia están diseñados en la misma placa de circuito, se producirá un acoplamiento capacitivo e inductor entre el circuito de potencia y el circuito de control, lo que causará una avería en el equipo. Por lo tanto, los circuitos de baja y alta potencia deben diseñarse en diferentes placas de circuito.

2. espesor del material del sustrato de PCB

Los equipos de circuitos de potencia generalmente necesitan radiadores adecuados para disipar una cierta cantidad de calor. Si el disipador de calor se instala directamente en la placa de circuito, toda la placa de circuito subirá a la misma temperatura. Por lo tanto, la selección del sustrato debe ser capaz de soportar el funcionamiento continuo del dispositivo y generalmente se utilizan laminados de vidrio epóxido. El espesor de la placa de presión más utilizado es de 1,6 mm. cuando es necesario instalar componentes más pesados, como transformadores de pulso, radiadores, estrangulamientos, etc., el espesor de la placa de presión se elige en 2,4 mm o 3,2 mm. ahora el disipador de calor se puede imprimir en forma de pegado.

3. espesor de la lámina de cobre

Para los circuitos de baja potencia, es mejor usar una lámina de cobre con un espesor de lámina de cobre de 36 um, mientras que para los circuitos de alta potencia, generalmente se utiliza una lámina de cobre con un espesor de lámina de cobre de 70 um. Para algunos circuitos especiales, también puede elegir laminados recubiertos de cobre con un espesor de lámina de cobre de 105.

En cuarto lugar, el ancho del cable

Al diseñar la placa de circuito impreso de la fuente de alimentación, la lámina de cobre disponible en la superficie de la placa de circuito debe utilizarse plenamente como alambre de alta corriente. Su método de producción es determinar primero la distancia entre los cables y luego distribuir la lámina de cobre restante como cables. Los conductores que transmiten grandes corrientes deben seleccionar conductores de mayor ancho. Por lo tanto, es necesario analizar la corriente en el circuito para determinar la falla de corriente más probable y el problema más probable del cable en la placa de circuito, y determinar que el cable es capaz de soportar la corriente límite. Si este no es el caso, es necesario aumentar el ancho del cable tanto como sea posible.

5. caída de tensión causada por la Alta corriente

En el circuito de alimentación, una gran corriente en el cable de la placa de circuito puede causar una caída de tensión considerable. Por lo tanto, estas grandes caídas de voltaje de carga deben evitarse al mínimo posible. Si estas corrientes de carga deben pasar por la placa de circuito y no se pueden eludir, al diseñar el cable, es necesario asegurarse de que estas grandes caídas de tensión no afecten el funcionamiento normal del circuito.

En sexto lugar, el problema de la disipación de calor

Hay dos fuentes principales de calor en la placa de circuito: la propia placa de circuito y los componentes instalados en la placa de circuito. cada sistema (y componente) tiene la temperatura máxima de funcionamiento, por lo que debe asegurarse de que la temperatura no supere el límite. El uso de radiadores, el enfriamiento forzado del escape, la disposición de los componentes y la instalación horizontal o vertical de la placa de circuito influyen en la temperatura de la placa de circuito y sus componentes. Las herramientas EDA actuales permiten un análisis térmico rápido y preciso en función de la relación entre la corriente eléctrica y la fiebre. Cualquier programa de simulación de circuito correspondiente, como spice, puede simular la fiebre estática y dinámica.

VII. Conclusiones

Este artículo es solo una introducción al principio de diseño de PCB del Circuito de energía. Por supuesto, después de todo, el conocimiento es limitado e inevitablemente habrá algunos prejuicios. Por favor, corrija mis deficiencias.