Tecnología de PCB - Diseño de PCB del Circuito de alimentación

El circuito de alimentación es una parte importante de los productos electrónicos, y el diseño de la placa de circuito impreso de alimentación está directamente relacionado con el rendimiento del producto. Los circuitos de alimentación de nuestros productos electrónicos incluyen principalmente fuentes de alimentación lineales y fuentes de alimentación de conmutación de alta frecuencia. En teoría, la fuente de alimentación lineal es cuánta corriente necesita el usuario y cuánta corriente debe proporcionar la entrada; La fuente de alimentación del interruptor es cuánta potencia necesita el usuario y cuánta potencia proporciona la entrada.

Fuente de alimentación lineal

Los equipos de alimentación de alimentación lineal funcionan en un Estado lineal, como nuestros chips reguladores comunes lm7805, lm317, spx117, etc. la siguiente figura 1 es un diagrama esquemático del Circuito de alimentación de Estabilización de voltaje lm7805.

Diseño de PCB del Circuito de alimentación

Figura 1 esquema de la fuente de alimentación lineal

Como se puede ver en la imagen, la fuente de alimentación lineal está compuesta por rectificadores, filtros, reguladores de voltaje, acumuladores de energía y otros componentes funcionales. Al mismo tiempo, la fuente de alimentación lineal general es un regulador de tensión 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 i1ài3. Hablamos de corriente porque en el diseño de pcb, el ancho de cada línea no se establece al azar, sino que se determina en función de la corriente entre los nodos de los componentes en el esquema (consulte "tabla de relaciones de espesor, ancho de línea y corriente de cobre y platino en el diseño de pcb"). Tamaño de la corriente, la corriente debe ser fluida, y la placa debe ser adecuada.

En el diseño del pcb, la disposición de los componentes debe ser compacta, todas las líneas deben ser lo más cortas posible, y los componentes y el cableado deben organizarse de acuerdo con la relación funcional de los componentes en el esquema. En este mapa de fuentes de alimentación, primero el rectificador, luego el filtro, luego el regulador de voltaje después del filtro, luego el capacitor de almacenamiento de energía después del regulador de voltaje y solo después de que el capacitor fluya por el circuito detrás de la electricidad. La figura 2 es un diagrama de PCB del esquema anterior, y las dos imágenes son similares. La izquierda y la derecha son un poco diferentes. La fuente de alimentación en la imagen izquierda se conecta directamente al pin de entrada del chip del regulador de tensión después de la rectificación, y luego se conecta al capacitor del regulador de tensión. El efecto de filtrado del condensadores es mucho peor, y la salida también es problemática. La imagen a la derecha es mejor. No solo debemos considerar el flujo de la fuente de alimentación positiva, sino también el problema del retorno. En general, los cables de alimentación positivos y

Las tuberías de retorno deben estar lo más cerca posible entre sí.

Diseño de PCB del Circuito de alimentación

Figura 2 PCB de fuente de alimentación lineal

Al diseñar el PCB de fuente de alimentación lineal, también debemos prestar atención a la disipación de calor del chip regulador de potencia de la fuente de alimentación lineal, cómo llega el calor, si la parte delantera del chip regulador de tensión es de 10v, la salida es de 5v y la corriente de salida es de 500ma, entonces hay una caída de tensión de 5v en el chip regulador y el calor producido es de 2,5w; Si el voltaje de entrada es de 15v, el voltaje cae a 10v y el calor generado es de 5w, por lo que nuestra placa debe dejar suficiente espacio de disipación de calor o un disipador de calor razonable en función de la Potencia de disipación de calor. La fuente de alimentación lineal se utiliza generalmente en situaciones en las que la diferencia de presión es relativamente pequeña y la corriente es relativamente pequeña, de lo contrario, use el circuito de alimentación del interruptor.

Fuente de alimentación del interruptor de alta frecuencia

La fuente de alimentación del interruptor se utiliza para controlar la conducción y Corte de alta velocidad del tubo del interruptor a través del circuito, generar una forma de onda pwm, continuar la corriente a través de inductores y diodos, y utilizar el voltaje electromagnético para la conversión. La fuente de alimentación del interruptor tiene una gran potencia, una alta eficiencia y una pequeña fiebre. los circuitos que generalmente utilizamos son: lm2575, mc34063, sp6659, etc. la fuente de alimentación del interruptor es teóricamente un circuito con la misma potencia en ambos extremos, con voltaje inverso y corriente inversa.

En el diseño del PCB de la fuente de alimentación del interruptor, hay que tener en cuenta: introducir líneas de retroalimentación, a quién se da la corriente del semiconductor. Como se puede ver en la figura 3, cuando U1 está conectado, la corriente I2 entra en el inductor l1. la característica del inductor es que la corriente que fluye a través del inductor no se produce ni desaparece repentinamente. Hay un proceso de tiempo para el cambio de corriente en la bobina de inducción. Bajo la acción de la corriente de pulso I2 que fluye a través de la bobina de inducción, una parte de la energía eléctrica se convierte en energía magnética, la corriente aumenta gradualmente, y en algún momento, el circuito de control U1 corta i2, porque las características de la corriente de inducción no pueden desaparecer repentinamente, en este momento el electrodo funciona, reemplaza la corriente i2, el llamado electrodo flywheel, Se puede ver que los diodos del volante se utilizan para inductores, y la corriente continua I3 comienza en el extremo negativo de C3 y fluye hacia el extremo positivo de C3 a través de D1 y l1, lo que equivale a una bomba. Utiliza la energía del inductor para aumentar el voltaje del capacitor c3.

También hay un problema con el punto de entrada de la línea de retroalimentación de detección de voltaje, que debe ser retroalimentado al lugar después del filtro, de lo contrario la onda de voltaje de salida será mayor. Estos dos puntos son a menudo ignorados por muchos diseñadores de pcb, que piensan que los lugares donde se conecta la misma red son diferentes, pero en realidad los lugares donde se conecta son diferentes, lo que tiene un gran impacto en el rendimiento. La figura 4 es un mapa de PCB de la fuente de alimentación del interruptor lm2575, y vemos que la imagen equivocada es incorrecta.

Por qué necesitamos hablar en detalle sobre el principio del esquema, porque el esquema contiene una gran cantidad de información de dibujo de pcb, como el punto de acceso de los pines de los componentes, el tamaño actual de la red de nodos, etc. vea claramente el esquema, el diseño de PCB no es un problema. Los circuitos lm7805 y lm2575 representan los circuitos de diseño típicos de la fuente de alimentación lineal y la fuente de alimentación del interruptor, respectivamente, haciendo pcb, directamente de acuerdo con el diseño y cableado de los dos pcb, pero el producto es diferente, la placa de circuito también es diferente, ajustada de acuerdo con la situación real.

Este es el principio y la forma de diseño de todos los circuitos de energía, y cada producto electrónico no puede prescindir de la fuente de alimentación y sus circuitos, por lo que aprender a través de estos dos circuitos también es claro de un vistazo.