Technologie PCB - Disposition PCB du circuit d'alimentation

Le circuit d'alimentation est une partie importante de l'électronique et la conception de la carte de circuit imprimé d'alimentation est directement liée à la performance du produit. Le circuit d'alimentation de nos produits électroniques comprend principalement une alimentation linéaire et une alimentation à découpage haute fréquence. En théorie, l'alimentation linéaire est la quantité de courant dont l'utilisateur a besoin et que l'entrée doit fournir; L'alimentation à découpage est la puissance dont l'utilisateur a besoin et la puissance fournie par l'entrée.

Puissance linéaire

L'équipement d'alimentation d'alimentation linéaire fonctionne dans un état linéaire, comme notre puce de régulateur habituelle lm7805, lm317, spx1117, etc. la figure 1 ci - dessous est une représentation schématique du circuit d'alimentation régulé lm7805.

Disposition PCB du circuit d'alimentation

Figure 1 schéma de principe d'alimentation linéaire

Comme on peut le voir sur la figure, l'alimentation linéaire est constituée de composants fonctionnels tels que redresseurs, filtres, régulateurs de tension, réservoirs d'énergie, etc. Dans le même temps, l'alimentation linéaire générale est un régulateur de tension série, le courant de sortie est égal au courant d'entrée, i1 = I2 + I3, I3 est la borne de référence, le courant est faible, donc i1âi3. La raison pour laquelle nous parlons de courant est que dans la conception de PCB, la largeur de chaque ligne n'est pas définie aléatoirement, mais est déterminée en fonction du courant entre les nœuds de l'élément dans le schéma (voir "épaisseur de cuivre et de platine, largeur de ligne et tableau des relations de courant pour la conception de PCB"). La taille du courant, le courant doit être dégagé, faire la plaque juste.

Dans une conception de PCB, la disposition des éléments doit être compacte, toutes les lignes doivent être aussi courtes que possible et les éléments et le câblage doivent être disposés selon les relations fonctionnelles des éléments dans le schéma. Dans ce diagramme d'alimentation, il y a d'abord le redresseur, puis le filtre, puis le régulateur de tension après filtrage, puis le condensateur de stockage d'énergie après le régulateur de tension et seulement après que le condensateur ait traversé le circuit derrière l'alimentation. La figure 2 est un schéma PCB du schéma ci - dessus, les deux schémas étant similaires. Les images de gauche et de droite sont un peu différentes. L'alimentation de l'image de gauche, après redressement, est directement connectée à la broche d'entrée de la puce du régulateur, puis au condensateur du régulateur. Le filtre du condensateur est beaucoup moins efficace et la sortie est également problématique. L'image de droite est meilleure. Nous devons considérer non seulement le flux de l'alimentation positive, mais aussi la question du reflux. En général, le cordon d'alimentation positif et

Les lignes de retour doivent être aussi proches les unes des autres que possible.

Disposition PCB du circuit d'alimentation

Figure 2 PCB pour alimentation linéaire

Lors de la conception du circuit imprimé d'alimentation linéaire, nous devrions également prêter attention au problème de dissipation de chaleur de la puce de régulateur de puissance de l'alimentation linéaire, comment la chaleur est venue, si la face avant de la puce de régulateur de tension est 10v, la sortie est 5V, le courant de sortie est 500mA, alors il y a une chute de tension de 5V sur la puce de régulateur, la chaleur produite est 2,5w; Si la tension d'entrée est de 15V, la chute de tension est de 10v et la chaleur générée est de 5W, donc notre carte doit laisser suffisamment d'espace de dissipation de chaleur ou un radiateur raisonnable en fonction de la puissance de dissipation de chaleur. L'alimentation linéaire est généralement utilisée pour les occasions où la différence de tension est relativement faible et le courant relativement faible, sinon, utilisez un circuit d'alimentation à découpage.

Alimentation à découpage haute fréquence

L'alimentation à découpage est utilisée pour contrôler le tube de commutation à travers le circuit pour la conduction et la coupure à grande vitesse, produisant une forme d'onde PWM, à travers l'inductance et la roue libre de la diode, en utilisant la tension électromagnétique pour la conversion. L'alimentation à découpage a une grande puissance, un rendement élevé et une petite production de chaleur, les circuits que nous utilisons généralement sont: lm2575, mc34063, sp6659, etc. l'alimentation à découpage est théoriquement un circuit de puissance égale aux deux extrémités, la tension est inversement proportionnelle et le courant est inversement proportionnel.

La conception de l'alimentation à découpage PCB, les endroits à noter sont: l'introduction de la ligne de rétroaction, la diode est à qui le courant est donné. Comme on peut le voir sur la figure 3, lorsque U1 est passant, un courant I2 pénètre dans l'inductance L1. La propriété de l'inductance est que le courant circulant dans l'inductance ne se crée pas ou ne disparaît pas brusquement. La variation du courant dans l'inducteur a un processus temporel. Sous l'effet d'un courant impulsionnel I2 circulant dans l'inductance, une partie de l'énergie électrique est convertie en énergie magnétique, le courant augmente progressivement et à un certain moment le circuit de commande U1 coupe I2 qui, du fait que les caractéristiques du courant inductif ne peuvent pas disparaître brusquement, se substitue alors au courant I2, dit Diode volant, On voit que la diode de volant d'inertie est utilisée pour l'inductance et qu'un courant continu I3 part de l'extrémité négative de C3 et passe par D1 et L1 dans l'extrémité positive de C3, ce qui équivaut à une pompe. Il utilise l'énergie de l'inductance pour augmenter la tension du condensateur C3.

Il y a aussi un problème avec le point d'entrée de la ligne de rétroaction de détection de tension, qui devrait être renvoyé à l'endroit après le filtrage, sinon l'ondulation de tension de sortie sera plus grande. Ces deux points sont souvent négligés par de nombreux concepteurs de PCB qui pensent que les endroits où le même réseau est connecté ne sont pas les mêmes, mais sont en fait connectés différemment, ce qui a un impact important sur les performances. La figure 4 est un schéma PCB de l'alimentation à découpage lm2575, nous voyons que la mauvaise image est fausse.

Pourquoi avons - nous besoin de parler en détail du principe du schéma, car le schéma contient beaucoup d'informations de dessin de PCB, telles que les points d'accès pour les broches des composants, la taille actuelle du réseau de nœuds, etc., regardez clairement le schéma, la conception de PCB n'est pas un problème. Les circuits lm7805 et lm2575 représentent respectivement le circuit de disposition typique de l'alimentation linéaire et de l'alimentation à découpage, en faisant un PCB, directement selon la disposition et le câblage des deux PCB, mais les produits sont différents, la carte est également différente, adaptée à la situation réelle.

C'est le cas du principe et de la manière dont tous les circuits d'alimentation sont disposés, et chaque électronique ne peut pas se passer d'une source d'alimentation et de ses circuits, de sorte que l'apprentissage à travers ces deux circuits, l'autre aussi en un coup d'œil.