Навошта вывучаць праектаванне ланцугоў харчавання
Схема сілкавання з'яўляецца важнай часткай электроннага прадукту, канструкцыя ланцуга сілкавання непасрэдна звязана з прадукцыйнасцю прадукту.
Класіфікацыя ланцугоў сілкавання
Схемы харчавання нашай электроннай прадукцыі ў асноўным уключаюць лінейныя крыніцы харчавання і высокачашчынныя імпульсныя крыніцы харчавання.Тэарэтычна, лінейны блок харчавання - гэта тое, колькі току патрэбна карыстальніку, колькі току забяспечыць уваход;Імпульсны блок харчавання - гэта тое, колькі энергіі патрэбна карыстальніку і колькі энергіі падаецца на ўваходным канцы.
Прынцыповая схема лінейнай схемы электрасілкавання
Прылады лінейнага харчавання працуюць у лінейным стане, напрыклад, нашы часта выкарыстоўваюцца мікрасхемы рэгулятара напружання LM7805, LM317, SPX1117 і гэтак далей.На малюнку 1 ніжэй прадстаўлена прынцыповая схема рэгуляванага ланцуга сілкавання LM7805.
Малюнак 1. Прынцыповая схема лінейнага блока харчавання
З малюнка відаць, што лінейны крыніца харчавання складаецца з такіх функцыянальных кампанентаў, як выпрамленне, фільтраванне, рэгуляванне напружання і назапашванне энергіі.У той жа час, агульны лінейны блок харчавання з'яўляецца блокам паслядоўнага рэгулявання напружання, выхадны ток роўны ўваходнаму току, I1=I2+I3, I3 з'яўляецца эталонным канцом, ток вельмі малы, таму I1≈I3 .Чаму мы хочам гаварыць аб току, таму што дызайн друкаванай платы, шырыня кожнай лініі не выпадковым чынам, павінна вызначацца ў адпаведнасці з памерам току паміж вузламі ў схеме.Бягучы памер і паток току павінны быць зразумелымі, каб зрабіць плату патрэбнай.
Схема друкаванай платы лінейнага блока харчавання
Пры распрацоўцы друкаванай платы размяшчэнне кампанентаў павінна быць кампактным, усе злучэнні павінны быць як мага карацейшымі, а кампаненты і лініі павінны быць размешчаны ў адпаведнасці з функцыянальнай сувяззю кампанентаў схемы.Гэтая схема электразабеспячэння з'яўляецца першым выпрамленнем, а затым фільтраваннем, фільтраваннем з'яўляецца рэгуляванне напружання, рэгуляванне напружання з'яўляецца кандэнсатарам для назапашвання энергіі, пасля праходжання праз кандэнсатар да наступнай электрычнай ланцуга.
Малюнак 2 - гэта схема друкаванай платы вышэйпрыведзенай прынцыповай схемы, і дзве дыяграмы падобныя.Левы малюнак і правы малюнак трохі адрозніваюцца, блок харчавання на левым малюнку падаецца непасрэдна на ўваходную ножку мікрасхемы рэгулятара напружання пасля выпрамлення, а потым на кандэнсатар рэгулятара напругі, дзе эфект фільтрацыі кандэнсатара значна горшы , і выхад таксама праблематычны.Малюнак справа добры.Мы павінны не толькі ўлічваць паток станоўчай праблемы электразабеспячэння, але таксама павінны ўлічваць праблему зваротнага патоку, увогуле, станоўчая лінія электраперадачы і лінія зваротнага патоку зямлі павінны быць як мага бліжэй адна да адной.
Малюнак 2 Схема друкаванай платы лінейнага блока харчавання
Пры распрацоўцы друкаванай платы лінейнага блока харчавання мы таксама павінны звярнуць увагу на праблему рассейвання цяпла чыпа рэгулятара магутнасці лінейнага блока сілкавання, як паступае цяпло, калі пярэдні канец мікрасхемы рэгулятара напружання складае 10 В, выхадны канец складае 5 В, і выхадны ток 500mA, то ёсць падзенне напружання 5V на мікрасхеме рэгулятара, і вылучаецца цяпло 2.5W;Калі ўваходнае напружанне складае 15 В, падзенне напружання складае 10 В, а выдзяляемая цеплыня складае 5 Вт, такім чынам, нам трэба вылучыць дастатковую прастору для рассейвання цяпла або разумны радыятар у адпаведнасці з магутнасцю рассейвання цяпла.Лінейны блок харчавання звычайна выкарыстоўваецца ў сітуацыях, калі розніца ціску адносна невялікая і ток адносна невялікі, у адваротным выпадку выкарыстоўвайце імпульсны блок харчавання.
Прыклад схемы высокачашчыннага імпульснага блока харчавання
Імпульсны крыніца харчавання заключаецца ў выкарыстанні схемы для кіравання камутацыйнай трубкай для высакахуткаснага ўключэння-выключэння і адключэння, генерацыі ШІМ-сігналу праз індуктыўнасць і дыёд з бесперапынным токам, выкарыстанне электрамагнітнага пераўтварэння спосабу рэгулявання напружання.Імпульсны блок харчавання, высокая эфектыўнасць, нізкае цяпло, мы звычайна выкарыстоўваем схему: LM2575, MC34063, SP6659 і гэтак далей.Тэарэтычна, імпульсны крыніца харчавання роўны на абодвух канцах ланцуга, напружанне адваротна прапарцыйнае, а ток адваротна прапарцыянальны.
Малюнак 3. Прынцыповая схема імпульснага блока харчавання LM2575
Схема друкаванай платы імпульснага крыніцы харчавання
Пры распрацоўцы друкаванай платы імпульснага крыніцы сілкавання неабходна звярнуць увагу на тое, што ўваходная кропка лініі зваротнай сувязі і дыёд бесперапыннага току - гэта тое, для каго падаецца бесперапынны ток.Як відаць з малюнка 3, калі U1 уключаны, ток I2 паступае ў індуктыўнасць L1.Характарыстыка індуктара заключаецца ў тым, што калі ток праходзіць праз індуктар, ён не можа ўзнікнуць раптоўна і не можа раптоўна знікнуць.Змена току ў індуктыўнасці мае працэс часу.Пад дзеяннем імпульснага току I2, які працякае праз індуктыўнасць, частка электрычнай энергіі пераўтворыцца ў магнітную, і ток паступова ўзрастае, у пэўны час ланцуг кіравання U1 адключае I2, з-за характарыстык індуктыўнасці, ток не можа раптам знікнуць, у гэты час дыёд працуе, ён бярэ на сябе ток I2, таму яго называюць дыёдам бесперапыннага току, відаць, што дыёд бесперапыннага току выкарыстоўваецца для індуктыўнасці.Бесперапынны ток I3 пачынаецца з адмоўнага канца C3 і цячэ ў станоўчы канец C3 праз D1 і L1, што эквівалентна накачку, выкарыстоўваючы энергію індуктыўнасці для павышэння напружання кандэнсатара C3.Існуе таксама праблема кропкі ўваходу лініі зваротнай сувязі выяўлення напружання, якое пасля фільтрацыі павінна быць пададзена назад на месца, інакш пульсацыі выхаднога напружання будуць большымі.Гэтыя два моманты часта ігнаруюцца многімі нашымі дызайнерамі друкаваных плат, думаючы, што тая ж сетка там не такая, насамрэч, месца не тое самае, і ўплыў на прадукцыйнасць вялікі.Малюнак 4 - схема друкаванай платы імпульснага блока харчавання LM2575.Давайце паглядзім, што не так з няправільнай дыяграмай.
Малюнак 4. Схема друкаванай платы імпульснага блока сілкавання LM2575
Чаму мы хочам пагаварыць аб прынцыпе схемы ў дэталях, таму што схема змяшчае шмат інфармацыі пра друкаваную плату, такую як кропка доступу кантактнага кампанента, бягучы памер сеткі вузла і г.д., глядзіце схему, дызайн друкаванай платы гэта не праблема.Схемы LM7805 і LM2575 прадстаўляюць тыповую схему лінейнага і імпульснага крыніц харчавання адпаведна.Пры вырабе друкаванай платы кампаноўка і падключэнне гэтых дзвюх схем друкаванай платы знаходзяцца непасрэдна на лініі, але прадукты адрозніваюцца, а друкаваная плата адрозніваецца, што рэгулюецца ў адпаведнасці з рэальнай сітуацыяй.
Усе змены неаддзельныя, таму прынцып ланцуга харчавання і спосаб платы, і кожны электронны прадукт неаддзельны ад блока харчавання і яго ланцуга, таму вывучыце дзве схемы, іншую таксама разумеюць.
Час публікацыі: 8 ліпеня 2023 г