電子設計 - パワーモジュールのPCB設計

電力回路は電子製品の重要な部分である。電力回路の設計は製品の性能に直接影響する。

電源回路の分類

PCB工場電源回路は主にリニア電源と高周波スイッチング電源. 理論上, リニア電源は、ユーザーがどれだけの電流が必要です, 入力端がどれくらいの電流を提供しなければなりませんかスイッチング電源はユーザがどれだけの力を必要とするか, 入力端がどれくらいの力を提供するか.

リニア電力回路

線形電源装置は、一般的に使用される電圧調整器LM 7805、LM 317、SPX 1117等のような線形状態で動作する。線形電源は、整流、フィルタリング、電圧安定化、およびエネルギー蓄積などの機能部品から構成される。同時に、一般的に使用されるリニア電源は直列安定化電源であり、出力電流は入力電流、I 1＝I 2＋I 3、I 3は基準端子であり、電流は非常に小さいので、I 1は、ΔI 3である。我々が電流について話す理由は、各ラインの幅がPCB設計中にランダムに設定されていないことですが、回路図のコンポーネントノード間の電流に従って決定されます（PCB設計銅とプラチナ厚、線幅、および電流関係表）を確認してください。基板がちょうど正しいように、電流の大きさと方向を明確にしなければならない。

リニア電源 PCBダイアグラム

PCBを設計するとき、コンポーネントのレイアウトはコンパクトであるべきです、すべての接続はできるだけ短くなければなりません、そして、構成要素と痕跡は回路構成要素の機能的な関係に従ってレイアウトされなければなりません。この電源図では、電圧が安定する前に整流、フィルタリング、フィルタリングを行う。電圧が安定した後、エネルギー蓄積コンデンサを使用する。コンデンサがコンデンサを通ったあと、次の回路のために電源が使われる。

線形電源PCBを設計する場合，線形電源のパワーレギュレータチップの放熱問題に注意しなければならない。どのように、熱は来ますか？レギュレータチップのフロントエンド電圧が10 Vの場合、出力端子は5 Vであり、出力電流は500 mAであり、レギュレータチップにある。5 Vの電圧降下があり、発生する熱は2.5 Wである入力電圧が15 Vの場合、電圧降下は10 V、発熱は5 Wである。したがって、我々のレイアウトは、熱放散電力冷却スペースまたは合理的なヒートシンクに応じて十分に予約することです。電圧差が比較的小さく、電流が比較的小さい場合には、一般的にリニア電源が使用されるが、そうでない場合には、スイッチング電源回路に切り替える。

高周波スイッチング電源回路の模式図の例

スイッチング電源は、スイッチングチューブを制御して高速のターンオンとターンオフを制御し、インダクタおよびフリーホイールダイオードを介してPWM波形を生成し、電圧を調整するために電磁電力変換方法を使用することである。スイッチング電源は高出力，高効率，低熱である。一般的に使用する回路は、LM 2575、MC 34063、SP 6659等である。理論上、スイッチング電源は、回路の両端で同じ電力を有し、電圧は逆比例し、電流は逆比例する。

スイッチング電源PCBを設計するとき、注意を払う必要のある点は、フィードバックラインのリードインポイント、およびフリーホイール用のフリーホイールダイオードである。図3から、U 1がオンされると、電流I 2がインダクタL 1に入ることが分かる。インダクタの特性は、電流がインダクタを流れるとき、電流が突然発生したり消滅したりできないことである。インダクタの電流変化には時間経過がある。インダクタを流れるパルス電流I 2の作用により、電気エネルギーの一部が磁気エネルギーに変換され、電流が徐々に増加する。ある時点で制御回路U 1はI 2をオフする。インダクタンスの特性により、電流が急激に消滅することはなく、このときダイオードは動作し、電流I 2を引き継ぐので、フリーホイールダイオードと呼ばれる。フリーホイールダイオードはインダクタ用であることが分かる。フリーホイール電流i 3は、C 3の負端子から始まり、D 1とL 1の後、C 3の正端子に流れ込む。これは、インダクタンスのエネルギーを用いてコンデンサC 3の電圧を上昇させるウォータポンプに相当する。

また、電圧検出のフィードバックラインにおけるポイントの導入の問題もあり、フィルタリング後にフィードバックされるべきである。これらの2つのポイントは、しばしば同じネットワークが接続されているのと同じではないと考えて、多くのPCBデザイナーによって見落とされます。実際には、接続場所が異なり、パフォーマンスの影響は大きいです。LM 2575スイッチング電源のPCBダイアグラムである。間違った絵を見てみましょう。

なぜ回路図の原理を詳細に説明する必要があるのか, 回路図はPCBの描画に関する情報が多いので, コンポーネントピンのアクセスポイントなど, ノードネットワークの現在のサイズ, etc., 回路図を明瞭に見た後, the PCB設計 問題ありません. LM 7805とLM 2575回路はそれぞれ線形電源とスイッチング電源の典型的なレイアウト回路を表している. PCBを作るとき, あなたは直接これらの2つのレイアウトと配線に従うことができます PCBダイアグラムs, しかし、製品は異なり、回路基板も異なっている. 現実に応じて調整する.

電源回路の原理とレイアウト方法は同じであり、すべての電子製品は電源と回路から分離できない。したがって、これらの2つの回路を学習した後、他のも明確である。チェストアウト.