Hvorfor lære strømkretsdesign
Strømforsyningskretsen er en viktig del av et elektronisk produkt, utformingen av strømforsyningskretsen er direkte relatert til produktets ytelse.
Klassifisering av strømforsyningskretser
Strømkretsene til våre elektroniske produkter inkluderer hovedsakelig lineære strømforsyninger og høyfrekvente byttestrømforsyninger.I teorien er den lineære strømforsyningen hvor mye strøm brukeren trenger, inngangen vil gi hvor mye strøm;Bytte strømforsyning er hvor mye strøm brukeren trenger, og hvor mye strøm som leveres ved inngangsenden.
Skjematisk diagram av lineær strømforsyningskrets
Lineære strømenheter fungerer i en lineær tilstand, for eksempel våre ofte brukte spenningsregulatorbrikker LM7805, LM317, SPX1117 og så videre.Figur 1 nedenfor er det skjematiske diagrammet for den regulerte strømforsyningskretsen LM7805.
Figur 1 Skjematisk diagram av lineær strømforsyning
Det kan ses av figuren at den lineære strømforsyningen er sammensatt av funksjonelle komponenter som likeretting, filtrering, spenningsregulering og energilagring.Samtidig er den generelle lineære strømforsyningen en seriespenningsregulerende strømforsyning, utgangsstrømmen er lik inngangsstrømmen, I1=I2+I3, I3 er referanseenden, strømmen er veldig liten, så I1≈I3 .Hvorfor vil vi snakke om strømmen, fordi PCB-design, bredden på hver linje er ikke tilfeldig satt, skal bestemmes i henhold til størrelsen på strømmen mellom nodene i skjemaet.Strømstørrelsen og strømflyten bør være tydelig for å gjøre brettet helt riktig.
Lineær strømforsyning PCB diagram
Ved utforming av PCB bør utformingen av komponentene være kompakt, alle tilkoblinger bør være så korte som mulig, og komponentene og linjene bør legges ut i henhold til funksjonsforholdet til de skjematiske komponentene.Dette strømforsyningsdiagrammet er den første rettingen, og deretter filtrering, filtrering er spenningsreguleringen, spenningsregulering er energilagringskondensatoren, etter å ha strømmet gjennom kondensatoren til følgende kretselektrisitet.
Figur 2 er PCB-diagrammet for det skjematiske diagrammet ovenfor, og de to diagrammene er like.Det venstre bildet og det høyre bildet er litt forskjellige, strømforsyningen i det venstre bildet er direkte til inngangsfoten til spenningsregulatorbrikken etter retting, og deretter spenningsregulatorkondensatoren, hvor filtreringseffekten til kondensatoren er mye dårligere , og utgangen er også problematisk.Bildet til høyre er bra.Vi må ikke bare vurdere strømmen av det positive strømforsyningsproblemet, men må også vurdere tilbakestrømningsproblemet, generelt bør den positive kraftledningen og bakkens tilbakestrømningslinje være så nær hverandre som mulig.
Figur 2 PCB-diagram over lineær strømforsyning
Når vi designer den lineære strømforsyningens PCB, bør vi også ta hensyn til varmespredningsproblemet til strømregulatorbrikken til den lineære strømforsyningen, hvordan varmen kommer, hvis spenningsregulatorbrikkens frontende er 10V, er utgangsenden 5V, og utgangsstrømmen er 500mA, så er det et 5V spenningsfall på regulatorbrikken, og varmen som genereres er 2,5W;Hvis inngangsspenningen er 15V, er spenningsfallet 10V, og varmen som genereres er 5W, derfor må vi sette av nok varmeavledningsplass eller rimelig kjøleribbe i henhold til varmeavledningseffekten.Lineær strømforsyning brukes vanligvis i situasjoner der trykkforskjellen er relativt liten og strømmen er relativt liten, ellers vennligst bruk byttestrømforsyningskretsen.
Skjematisk eksempel på høyfrekvent svitsjende strømforsyningskrets
Bytte strømforsyning er å bruke kretsen til å kontrollere bryterrøret for høyhastighets på-av og avskjæring, generere PWM-bølgeform, gjennom induktoren og den kontinuerlige strømdioden, bruken av elektromagnetisk konvertering av måten å regulere spenningen.Bytte strømforsyning, høy effektivitet, lav varme, vi bruker vanligvis kretsen: LM2575, MC34063, SP6659 og så videre.I teorien er strømforsyningen lik i begge ender av kretsen, spenningen er omvendt proporsjonal, og strømmen er omvendt proporsjonal.
Figur 3 Skjematisk diagram av LM2575-svitsjestrømforsyningskretsen
PCB-diagram over byttestrømforsyning
Ved utforming av PCB-en til byttestrømforsyningen, er det nødvendig å være oppmerksom på: inngangspunktet til tilbakemeldingslinjen og den kontinuerlige strømdioden er for hvem den kontinuerlige strømmen er gitt.Som det fremgår av figur 3, når U1 er slått på, går strømmen I2 inn i induktoren L1.Karakteristikken for induktoren er at når strømmen flyter gjennom induktoren, kan den ikke genereres plutselig, og den kan heller ikke forsvinne plutselig.Endringen av strøm i induktoren har en tidsprosess.Under påvirkning av pulserende strøm I2 som strømmer gjennom induktansen, blir noe av den elektriske energien omdannet til magnetisk energi, og strømmen øker gradvis, på et bestemt tidspunkt, slår kontrollkretsen U1 av I2, på grunn av egenskapene til induktansen, strømmen kan ikke plutselig forsvinne, på dette tidspunktet fungerer dioden, den overtar strømmen I2, så det kalles kontinuerlig strømdiode, det kan sees at den kontinuerlige strømdioden brukes til induktansen.Den kontinuerlige strømmen I3 starter fra den negative enden av C3 og strømmer inn i den positive enden av C3 gjennom D1 og L1, som tilsvarer en pumpe, ved å bruke energien til induktoren for å øke spenningen til kondensatoren C3.Det er også problemet med inngangspunktet til tilbakemeldingslinjen for spenningsdeteksjon, som skal føres tilbake til stedet etter filtrering, ellers vil utgangsspenningsrippelen være større.Disse to punktene blir ofte ignorert av mange av våre PCB-designere, og tenker at det samme nettverket ikke er det samme der, faktisk er stedet ikke det samme, og ytelseseffekten er stor.Figur 4 er PCB-diagrammet for LM2575-svitsjestrømforsyning.La oss se hva som er galt med feil diagram.
Figur 4 PCB-diagram av LM2575-svitsjestrømforsyning
Hvorfor vil vi snakke om det skjematiske prinsippet i detalj, fordi skjemaet inneholder mye PCB-informasjon, for eksempel tilgangspunktet til komponentpinnen, nåværende størrelse på nodenettverket, etc., se skjemaet, PCB-design det er ikke et problem.LM7805- og LM2575-kretsene representerer den typiske layoutkretsen for henholdsvis lineær strømforsyning og byttestrømforsyning.Når du lager PCBS, er oppsettet og kablingen til disse to PCB-diagrammene direkte på linjen, men produktene er forskjellige og kretskortet er annerledes, som justeres i henhold til den faktiske situasjonen.
Alle endringer er uadskillelige, så prinsippet om strømkretsen og måten brettet er slik, og hvert elektronisk produkt er uatskillelig fra strømforsyningen og dens krets, derfor lærer du de to kretsene, den andre er også forstått.
Innleggstid: Jul-08-2023