PCB Haberleri - Yüksek güçlü dijital genişleticilerin sorunlarını tasarla

Topoloji ve yüksek akış tasarımı sorunları dahil olmak üzere yüksek güçlü dijital genişleticilerin dizayn sorunları:1) SMPS sorunları var; 2) SMPS ve yüksek akış sinyal yollarında önemli komponentler yüksek güç ve ağırlık yönetmek için doğrudan belirlenmeli; 3) Dönüş tahtası (PCB) dizaynı sorunları, sinyal çizgi genişliği ve elektromagnet araştırması (EMI) dahil.

Bugün Federal ticaret Komisyonu (FTC) tarafından ayarlanan kuralları uygulamak için 600 W'e sürekli ulaşabilmek için SMPS sorunu genellikle konuşur, stereo veya kanal başına 300 W ulaşabilen çokanal ürünleri. FTC kurallarına göre, sol ve sağ kanalları, üretici bu gücü değerli güç olarak iddia edemeden 5 dakika önce tam gücü sürdürmeye devam etmeli. Switch Mode Power Supply (SMPS) şu anda dijital genişleticiler için en sık kullanılan elektrik teslimatı teknolojisi olduğundan dolayı, bu SMPS'nin en az 5 dakika 600 W elektrik seviyesi sağlamasını gerekiyor. Sıcak dağıtımın görüntüsünden beş dakika oldukça uzun bir zaman. Aslında, SMPS bu gücü sürekli ulaşabilir. Bu yüksek güç için genellikle baskı çekme, yarı köprüsü veya tam köprüsü SMPS kullanmak tavsiye edildi. Küçük güç SMPS tasarımlarına (200 W'den az), tersi topoloji en sık kullanılır. Bu makale neden push-pull veya yarı köprü SMPS'nin yüksek güç seviyelerine uygun olduğunu a çıklamıyor. Bu makale sadece kısa bir tarif verir. Dönüştürücü SMPS'de, sadece dönüştürücü manyetik B-H eğerinin bir parçası kullanılır (görüntü 1). Ayrıca, tersi SMPS'nin basit bir yapısı ve düşük maliyeti vardır.

Çünkü yüksek güç SMPS'nin yüksek akışı SMPS transformatöründe oldukça yüksek manyetik fluksi olabilir, bütün B-H histeris döngüsünün kullanımı manyetik çekirdeğin in kaybını azaltır. Yine de, tasarımın karmaşıklığını ve pahasını arttırabilir. Ayrıca, yüksek güç ve yüksek akışını ulaştırmak için SMPS'da kullanılan komponentleri değiştirmek gerekiyor. SMPS dönüştürücüsü de yüksek güç ve yüksek akışı yönetmek için genişletilmeli. 220 VAC girdi için 600 W SMPS'in en yüksek akışı 15 amps ulaşabilir. 110 VAC tasarımı (90 VAC ile 136 VAC) için filtrden sonra voltaj ikiye ya da güç faktörü düzeltmesi (PFC) kullanılması tavsiye ediliyor, çünkü 600 W SMPS için 90 VAC ile 136 VAC girdi, girdi akışı oldukça büyük olacak. Yakından izlenmeli komponentler ana giriş AC-DC düzeltme kapasitesini ve yardımcı DC sırf voltaj yok etme kapasitesini dahil ediyor. Ayrıca, giriş EMI çizgi filtrü de arttırılmış güç yükünü desteklemeli olmalı. Bu güç temsillerinin tasarımı oldukça karmaşık ve profesyonel bilgi gerektiğinden dolayı, genellikle mevcut SMPS güç temsilcilerini kullanmak tavsiye ediliyor. Ses sinyal yol komponentleri Daha yüksek dönüş akışını tasarladığında başka düşünceler var. Örneğin, Şekil 2'de gösterilen devre göre, H-köprü voltajı (PVDD) 50V olduğunda, 10µH indukatörü kullanılır ve değiştirme frekansiyeti 384 kHz, TAS5261 kullanan bir sistemdeki küçük akışı 1,6 ampere ulaşır. Bu, çıkış LC filtrü ve PVDD kapasitörü içindeki induktans ve kapasitenin ağırlığı ve bu küçük ağırlığı yönetmesi gerektiğini anlamına gelir. Süzgüç induktansındaki yüksek akışın bulunması da indukatörün oldukça düşük bir DC direksiyonu olması gerektiğini anlamına gelir (25 milyoğundan az önerildi). Ancak dirençlik oldukça düşük olsa bile, filtr etkisi I2R kaybından acı çekecek. Induktör sonucu sıcaklık yükselmesine cevap verebilir, özellikle temel materyal. TAS5261 referans tasarımı bir materyal tablosu ve özel bir induktor parçası numarası içeriyor.

PCB tasarımı sorunları I2R kaybını azaltmak için yüksek ağımdaki amplifikatörün PCB sinyal çizgileri ve SMPS'nin minimal istikrarı olmalı. Genelde konuşurken, bu, 2 ounce bakır kullanılması gerektiğini ve sinyal çizgileri mümkün olduğunca geniş olması gerektiğini anlamına gelir. Şekil 3, TAS5261 kayıt tasarımı PCB tahtasının sinyal çizgilerini gösteriyor. EMI ve ses performansının sorunlarını küçültmek için, yapılandırmayı mümkün olduğunca takip etmelisiniz ve bu yapılandırmayı güç sahnesinin yüksek voltaj/yüksek güç sonuna tamamen değiştirmemiş olmalı. Yüksek güç sinyal çizgi üst kattaki (ok tarafından belirtilen) integre devre (IC) sağ tarafında bulundur. Şekil 3 de TAS5261 referans tasarımının PCB yapılandırmasını gösteriyor.

Dijital amplifikatörlerin yeni yüksek su enerjisi sahnesi daha çeşitli ürünler ve uygulamalar geliştirmeye yardım ediyor. Bu makalede açıklanan fikirler yüksek güç tasarımlarında bulunan ana zorlukları üstlenebilir.