PCB 기술 - 전원 회로의 PCB 레이아웃

전원 회로는 전자 제품의 중요한 구성 부분으로 전원 인쇄 회로 기판의 설계는 제품의 성능과 직결된다.우리 전자 제품의 전원 회로는 주로 선형 전원과 고주파 스위치 전원을 포함한다.이론적으로 선형 전원은 사용자가 얼마나 많은 전류를 필요로 하는지, 얼마나 많은 전류를 제공해야 하는지 입력한다;스위치 전원은 사용자가 필요로 하는 전력과 입력이 제공하는 전력입니다.

선형 전원 공급 장치

선형 전원 공급 장치는 일반적으로 사용되는 조절기 칩인 LM7805, LM317, SPX1117 등과 같이 선형 상태에서 작동합니다. 다음 그림 1은 LM7805 안정 전원 회로의 설명도입니다.

전원 회로의 PCB 레이아웃

그림 1 선형 전원 공급 장치 원리도

그림에서 볼 수 있듯이 선형 전원은 정류기, 필터, 전압 조절기, 에너지 저장기 등 기능 부품으로 구성되어 있다.이와 동시에 일반적인 선형전원은 직렬전압조절기로서 출력전류는 입력전류와 같으며 I1 = I 2 + I3, I3는 참고단으로서 전류가 아주 작기에 I1 – I3이다.우리가 전류에 대해 이야기하는 이유는 PCB 설계에서 각 선의 너비가 무작위로 설정된 것이 아니라 원리도에서 구성 요소 노드 사이의 전류에 따라 결정되기 때문이다 ("PCB 설계 구리와 백금 두께, 선폭 및 전류 관계표"참조).전류의 크기는 전류가 잘 통하도록 해야 하며, 판을 만드는 데 적당해야 한다.

PCB 설계에서 구성 요소의 레이아웃은 컴팩트해야 하고, 모든 회선은 가능한 한 짧아야 하며, 구성 요소와 경로설정은 원리도에서 구성 요소의 기능 관계에 따라 배열해야 한다.이 전원도에서는 우선 정류기, 그다음은 필터, 그다음은 전압조절기가 필터를 거쳤고 그다음은 에너지저장콘덴서가 전압조절기를 거쳤으며 콘덴서가 회로를 거친후에야 전기가 들어왔다.그림 2는 위 원리도의 PCB 그림으로 두 그림이 비슷하다.왼쪽 그림과 오른쪽 그림은 약간 다르다.왼쪽 그림의 전원은 정류를 거친 후 직접 전압기 칩의 입력 핀에 연결된 다음 전압기 콘덴서에 연결됩니다.콘덴서의 필터 효과가 훨씬 떨어지고 출력에도 문제가 있다.오른쪽 그림이 좋아요.우리는 양전원의 흐름뿐만 아니라 환류 문제도 고려해야 한다.일반적으로 양극 전원 코드와

환류 파이프라인은 가능한 한 서로 가까워야 합니다.

전원 회로의 PCB 레이아웃

그림 2 선형 전원 공급 장치용 PCB

선형 전원 PCB를 설계할 때, 우리는 선형 전원의 전력 조절기 칩의 발열 문제, 열이 어떻게 오는지 주의해야 한다. 만약 전압 조절기 칩의 정면이 10V, 출력이 5V, 출력 전류가 500mA라면 조절기 칩에는 5V의 전압이 내려가고 발생하는 열량은 2.5W이다;만약 입력 전압이 15V이고 전압이 10V로 내려가면 발생하는 열은 5W이므로 우리 판은 방열 전력에 따라 충분한 방열 공간이나 합리적인 방열기를 남겨야 한다.선형 전원은 일반적으로 압차가 비교적 작고 전류가 비교적 작은 장소에 사용되며, 그렇지 않으면 스위치 전원 회로를 사용하십시오.

고주파 스위치 전원

스위치 전원은 스위치 튜브가 회로를 통해 고속으로 연결되고 마감되어 PWM 파형을 생성하고 센싱과 다이오드 속류를 통해 전자기 전압을 이용하여 변환되는 것을 제어하는 데 사용된다.스위치 전원은 출력이 크고 효율이 높으며 발열이 적습니다. 우리가 일반적으로 사용하는 회로는 LM2575, MC34063, SP6659 등이 있습니다. 스위치 전원은 이론적으로 양쪽 출력이 같은 회로입니다. 전압은 반비례가 되고 전류는 반비례가 됩니다.

스위치 전원 PCB의 설계에서 주의해야 할 점은 피드백 회선을 도입하고 다이오드는 누구에게 전류를 주는가이다.그림 3에서 볼 수 있듯이 U1이 전도되면 전류 I2가 센서 L1에 들어간다. 센싱의 특성은 센서를 흐르는 전류가 갑자기 발생하거나 사라지지 않는다는 것이다.센서에서 전류의 변화에는 시간 과정이 있다.펄스 전류 I2가 전감을 통과하는 작용으로 일부 전기에너지는 자기에너지로 전환되고 일부 전류는 점점 커진다. 어느 순간 제어 회로 U1이 I2를 차단했다. 전감 전류의 특성으로 인해 갑자기 사라질 수 없다. 다이오드가 이때 작동하면 전류 I2를 대체한다. 이를 플라이휠 다이오드라고 한다.플라이휠 다이오드는 인덕션에 사용되며, 연속 전류 I3는 C3의 음단부터 시작하여 D1과 L1을 통해 C3의 양단으로 유입되어 하나의 펌프와 맞먹는다는 것을 알 수 있다.그것은 콘덴서 C3의 전압을 증가시키기 위해 센서의 에너지를 사용합니다.

또 전압검측 피드백선의 입력점의 문제도 있는데 려과파후 지방에 피드백해야 한다. 그렇지 않을 경우 출력전압문파가 더욱 커지게 된다.이 두 가지는 종종 많은 PCB 디자이너들에 의해 무시됩니다. 그들은 같은 네트워크가 연결된 곳이 다르다고 생각하지만 실제로 연결된 곳이 다르기 때문에 성능에 큰 영향을 미칩니다.그림 4는 LM2575가 전원을 끄는 PCB 그림입니다. 잘못된 그림이 잘못되었습니다.

왜 우리는 원리도의 원리에 대해 자세히 이야기해야 하는가? 왜냐하면 원리도는 대량의 PCB 드로잉 정보를 포함하고 있기 때문이다. 예를 들면 컴포넌트 핀의 액세스 포인트, 노드 네트워크의 현재 크기 등이다. 원리도를 잘 보십시오. PCB 설계는 문제가 되지 않습니다.LM7805와 LM2575 회로는 각각 선형 전원과 스위치 전원의 전형적인 배치 회로를 대표하며, PCB를 만들고, 직접 두 PCB의 배치와 배선에 근거하지만, 제품이 다르고, 회로 기판도 다르며, 실제 상황에 따라 조정한다.

모든 전원 회로의 원리와 레이아웃 방식은 이렇고, 모든 전자 제품은 전원과 그 회로를 떠날 수 없기 때문에, 이 두 회로를 통해 학습하면 다른 것도 한눈에 알 수 있다.