Lär dig dessa två kretsar, PCB design är inte svårt!

Varför lära sig kraftkretsdesign

Strömförsörjningskretsen är en viktig del av en elektronisk produkt, utformningen av strömförsörjningskretsen är direkt relaterad till produktens prestanda.

Klassificering av strömförsörjningskretsar

Strömkretsarna för våra elektroniska produkter inkluderar huvudsakligen linjära strömförsörjningar och högfrekventa strömförsörjningar.I teorin är den linjära strömförsörjningen hur mycket ström användaren behöver, ingången kommer att ge hur mycket ström;Byte av strömförsörjning är hur mycket ström användaren behöver och hur mycket ström som tillhandahålls vid ingångsänden.

Schematiskt diagram av linjär strömförsörjningskrets

Linjära kraftenheter fungerar i ett linjärt tillstånd, till exempel våra vanliga spänningsregulatorchips LM7805, LM317, SPX1117 och så vidare.Figur 1 nedan är det schematiska diagrammet för den reglerade strömförsörjningskretsen LM7805.

Figur 1 Schematiskt diagram av linjär strömförsörjning

Av figuren framgår att den linjära strömförsörjningen är sammansatt av funktionella komponenter som likriktning, filtrering, spänningsreglering och energilagring.Samtidigt är den allmänna linjära strömförsörjningen en seriespänningsreglerande strömkälla, utströmmen är lika med ingångsströmmen, I1=I2+I3, I3 är referensänden, strömmen är mycket liten, så I1≈I3 .Varför vill vi prata om strömmen, eftersom PCB-design, bredden på varje linje inte är slumpmässigt inställd, ska bestämmas enligt storleken på strömmen mellan noderna i schemat.Strömstorleken och strömflödet bör vara tydligt för att göra brädan precis rätt. 

Linjär strömförsörjning PCB diagram

Vid utformning av kretskortet bör layouten av komponenterna vara kompakt, alla anslutningar ska vara så korta som möjligt och komponenterna och linjerna ska läggas ut enligt det funktionella förhållandet mellan de schematiska komponenterna.Detta strömförsörjningsdiagram är den första likriktningen, och sedan filtrering, filtrering är spänningsregleringen, spänningsreglering är energilagringskondensatorn, efter att ha strömmat genom kondensatorn till följande kretselektricitet.

Figur 2 är PCB-diagrammet för ovanstående schematiska diagram, och de två diagrammen är likartade.Den vänstra bilden och den högra bilden är lite olika, strömförsörjningen i den vänstra bilden är direkt till ingångsfoten på spänningsregulatorchippet efter likriktning, och sedan spänningsregulatorns kondensator, där filtreringseffekten av kondensatorn är mycket sämre , och utgången är också problematisk.Bilden till höger är bra.Vi måste inte bara överväga flödet av det positiva strömförsörjningsproblemet, utan måste också överväga tillbakaflödesproblemet, i allmänhet bör den positiva kraftledningen och jordbackflödesledningen vara så nära varandra som möjligt.

Figur 2 PCB-diagram över linjär strömförsörjning

När vi utformar den linjära strömförsörjningens PCB, bör vi också vara uppmärksamma på värmeavledningsproblemet för strömregulatorchipset i den linjära strömförsörjningen, hur värmen kommer, om spänningsregulatorchipets frontände är 10V, är utgångsänden 5V, och utströmmen är 500mA, då finns det ett 5V spänningsfall på regulatorchippet, och värmen som genereras är 2,5W;Om inspänningen är 15V, är spänningsfallet 10V, och den genererade värmen är 5W, därför måste vi avsätta tillräckligt med värmeavledningsutrymme eller rimligt kylfläns enligt värmeavledningseffekten.Linjär strömförsörjning används vanligtvis i situationer där tryckskillnaden är relativt liten och strömmen är relativt liten, annars använd strömförsörjningskretsen.

Schematiskt exempel på högfrekvent strömförsörjningskrets

Växla strömförsörjning är att använda kretsen för att styra omkopplingsröret för höghastighets på-av och avstängning, generera PWM-vågform, genom induktorn och den kontinuerliga strömdioden, användningen av elektromagnetisk omvandling av sättet att reglera spänningen.Växla strömförsörjning, hög effektivitet, låg värme, vi använder vanligtvis kretsen: LM2575, MC34063, SP6659 och så vidare.I teorin är strömförsörjningen lika i båda ändarna av kretsen, spänningen är omvänt proportionell och strömmen är omvänt proportionell.

Figur 3 Schematiskt diagram av LM2575 switchande strömförsörjningskrets

PCB-diagram över strömförsörjning

När du utformar kretskortet för omkopplingsströmförsörjningen är det nödvändigt att vara uppmärksam på: ingångspunkten för återkopplingslinjen och den kontinuerliga strömdioden är för vilka den kontinuerliga strömmen ges.Som framgår av figur 3, när U1 är påslagen, kommer strömmen I2 in i induktorn L1.Kännetecknande för induktorn är att när strömmen flyter genom induktorn kan den inte genereras plötsligt och inte heller plötsligt försvinna.Strömändringen i induktorn har en tidsprocess.Under verkan av pulsad ström I2 som flyter genom induktansen, omvandlas en del av den elektriska energin till magnetisk energi, och strömmen ökar gradvis, vid en viss tidpunkt, stängs styrkretsen U1 av I2, på grund av induktansens egenskaper, ström kan inte plötsligt försvinna, vid denna tidpunkt fungerar dioden, den tar över strömmen I2, så den kallas för kontinuerlig strömdiod, det kan ses att den kontinuerliga strömdioden används för induktansen.Den kontinuerliga strömmen I3 börjar från den negativa änden av C3 och flyter in i den positiva änden av C3 genom D1 och L1, vilket är ekvivalent med en pump, som använder induktorns energi för att öka spänningen på kondensatorn C3.Det finns också problemet med ingångspunkten för återkopplingslinjen för spänningsdetektering, som bör återföras till platsen efter filtrering, annars blir utspänningsrippeln större.Dessa två punkter ignoreras ofta av många av våra PCB-designers, och tänker att samma nätverk inte är detsamma där, i själva verket är platsen inte densamma och prestandapåverkan är stor.Figur 4 är PCB-diagrammet för LM2575 omkopplande strömförsörjning.Låt oss se vad som är fel med fel diagram.

Figur 4 PCB-diagram över LM2575 växlande strömförsörjning

Varför vill vi prata om den schematiska principen i detalj, eftersom schemat innehåller mycket PCB-information, såsom accesspunkten för komponentstiftet, nodens nuvarande storlek, etc., se schemat, PCB-design är inte ett problem.LM7805- och LM2575-kretsarna representerar den typiska layoutkretsen för linjär strömförsörjning respektive switchande strömförsörjning.När man gör PCBS är layouten och ledningarna för dessa två PCB-diagram direkt på linjen, men produkterna är olika och kretskortet är annorlunda, vilket justeras efter den faktiska situationen.

Alla förändringar är oskiljaktiga, så principen för strömkretsen och hur kortet är så, och varje elektronisk produkt är oskiljbar från strömförsörjningen och dess krets, därför lär du dig de två kretsarna, den andra förstås också.