전력회로 설계를 배워야 하는 이유
전원회로는 전자제품의 중요한 부분으로, 전원회로의 설계는 제품의 성능과 직결됩니다.
전원 회로의 분류
당사 전자 제품의 전원 회로에는 주로 선형 전원 공급 장치와 고주파 스위칭 전원 공급 장치가 포함됩니다.이론적으로 선형 전원 공급 장치는 사용자에게 필요한 전류량이며, 입력은 전류량을 제공합니다.스위칭 전원 공급 장치는 사용자에게 필요한 전력량, 입력단에서 공급되는 전력량입니다.
선형 전원 공급 장치 회로의 개략도
선형 전력 장치는 일반적으로 사용되는 전압 조정기 칩 LM7805, LM317, SPX1117 등과 같이 선형 상태에서 작동합니다.아래 그림 1은 LM7805 조정 전원 공급 장치 회로의 개략도입니다.
그림 1 선형 전원 공급 장치의 개략도
그림에서 볼 수 있듯이 선형 전원 공급 장치는 정류, 필터링, 전압 조정 및 에너지 저장과 같은 기능적 구성 요소로 구성됩니다.동시에 일반 선형 전원 공급 장치는 직렬 전압 조정 전원 공급 장치이며 출력 전류는 입력 전류와 동일하며 I1=I2+I3, I3은 기준 끝이며 전류는 매우 작으므로 I1≒I3 .전류에 대해 이야기하는 이유는 PCB 설계, 각 선의 너비가 무작위로 설정되는 것이 아니라 회로도의 노드 사이의 전류 크기에 따라 결정되기 때문입니다.보드를 딱 맞게 만들기 위해서는 현재의 크기와 전류의 흐름이 명확해야 합니다.
선형 전원 공급 장치 PCB 다이어그램
PCB를 설계할 때 구성요소의 레이아웃은 간결해야 하며 모든 연결은 가능한 짧아야 하며 구성요소와 라인은 도식 구성요소의 기능적 관계에 따라 배치되어야 합니다.이 전원 공급 장치 다이어그램은 첫 번째 정류이며 필터링, 필터링은 전압 조정, 전압 조정은 에너지 저장 커패시터이며 커패시터를 통해 다음 회로 전기로 흐릅니다.
그림 2는 위 개략도의 PCB 다이어그램으로, 두 다이어그램은 유사하다.왼쪽 그림과 오른쪽 그림은 약간 다릅니다. 왼쪽 그림의 전원 공급 장치는 정류 후 전압 조정기 칩의 입력 풋에 직접 연결되고 전압 조정기 커패시터는 커패시터의 필터링 효과가 훨씬 더 나쁩니다. , 출력에도 문제가 있습니다.오른쪽 사진이 좋은데요.우리는 양극 전원 공급 문제의 흐름을 고려해야 할 뿐만 아니라 역류 문제도 고려해야 합니다. 일반적으로 양극 전력선과 접지 역류 선은 가능한 한 서로 가까워야 합니다.
그림 2 선형 전원 공급 장치의 PCB 다이어그램
선형 전원 공급 장치 PCB를 설계할 때 선형 전원 공급 장치의 전원 조정기 칩의 열 방출 문제, 열이 어떻게 발생하는지, 전압 조정기 칩 프런트 엔드가 10V, 출력 끝이 5V인 경우에도 주의를 기울여야 합니다. 출력 전류는 500mA이고 레귤레이터 칩에 5V 전압 강하가 있으며 생성된 열은 2.5W입니다.입력 전압이 15V일 때 전압 강하는 10V, 발생하는 열은 5W이므로 방열 전력에 따라 충분한 방열 공간이나 합리적인 방열판을 확보해야 합니다.선형 전원 공급 장치는 일반적으로 압력 차이가 상대적으로 작고 전류가 상대적으로 작은 상황에서 사용됩니다. 그렇지 않으면 스위칭 전원 공급 장치 회로를 사용하십시오.
고주파 스위칭 전원 회로 개략도
스위칭 전원 공급 장치는 고속 온-오프 및 차단을 위해 스위칭 튜브를 제어하는 회로를 사용하고 인덕터와 연속 전류 다이오드를 통해 PWM 파형을 생성하고 전압을 조절하는 방식의 전자기 변환을 사용합니다.스위칭 전원 공급 장치, 고효율, 저발열, 우리는 일반적으로 LM2575, MC34063, SP6659 등의 회로를 사용합니다.이론적으로 스위칭 전원 공급 장치는 회로의 양쪽 끝에서 동일하고 전압은 반비례하며 전류는 반비례합니다.
그림 3 LM2575 스위칭 전원 공급 장치 회로의 개략도
스위칭 전원 공급 장치의 PCB 다이어그램
스위칭 전원 공급 장치의 PCB를 설계할 때 다음 사항에 주의해야 합니다. 피드백 라인의 입력 지점과 연속 전류 다이오드에 연속 전류가 제공됩니다.그림 3에서 볼 수 있듯이 U1이 켜지면 전류 I2가 인덕터 L1로 들어갑니다.인덕터의 특성은 전류가 인덕터에 흐를 때 갑자기 생기지도, 갑자기 사라지지도 않는다는 것이다.인덕터의 전류 변화에는 시간 과정이 있습니다.인덕턴스를 통해 흐르는 펄스 전류 I2의 작용에 따라 전기 에너지의 일부가 자기 에너지로 변환되고 전류가 점차 증가합니다. 특정 시간에 제어 회로 U1은 인덕턴스의 특성으로 인해 I2를 끄고, 전류는 갑자기 사라질 수 없으며 이때 다이오드가 작동하여 전류 I2를 차지하므로 연속 전류 다이오드라고 불리며 인덕턴스에는 연속 전류 다이오드가 사용되는 것을 알 수 있습니다.연속 전류 I3는 C3의 음극 끝에서 시작하여 D1 및 L1을 거쳐 C3의 양극 끝으로 흐르며, 이는 펌프와 동일하며 인덕터의 에너지를 사용하여 커패시터 C3의 전압을 증가시킵니다.또한 전압 감지 피드백 라인의 입력 지점에 문제가 있는데, 필터링 후 다시 피드백되어야 합니다. 그렇지 않으면 출력 전압 리플이 더 커질 것입니다.이 두 가지 사항은 많은 PCB 설계자에 의해 종종 무시되며 동일한 네트워크가 동일하지 않다고 생각합니다. 실제로 장소는 동일하지 않으며 성능에 미치는 영향은 큽니다.그림 4는 LM2575 스위칭 전원 공급 장치의 PCB 다이어그램입니다.잘못된 다이어그램에서 무엇이 문제인지 살펴보겠습니다.
그림 4 LM2575 스위칭 전원 공급 장치의 PCB 다이어그램
회로도에는 구성 요소 핀의 액세스 포인트, 노드 네트워크의 현재 크기 등과 같은 많은 PCB 정보가 포함되어 있기 때문에 회로도 원리에 대해 자세히 이야기하려는 이유는 회로도, PCB 설계를 참조하세요. 문제가 되지 않습니다.LM7805 및 LM2575 회로는 각각 선형 전원 공급 장치와 스위칭 전원 공급 장치의 일반적인 레이아웃 회로를 나타냅니다.PCBS를 만들 때 이 두 PCB 다이어그램의 레이아웃과 배선은 라인에 직접 있지만 제품이 다르고 회로 기판이 다르기 때문에 실제 상황에 따라 조정됩니다.
모든 변경 사항은 분리할 수 없으므로 전원 회로의 원리와 보드의 방식도 마찬가지이며 모든 전자 제품은 전원 공급 장치 및 회로와 분리할 수 없으므로 두 회로를 배우고 다른 회로도 이해합니다.
게시 시간: 2023년 7월 8일