ຮຽນຮູ້ທັງສອງວົງຈອນນີ້, ການອອກແບບ PCB ແມ່ນບໍ່ຍາກ!

ເປັນຫຍັງຕ້ອງຮຽນຮູ້ການອອກແບບວົງຈອນພະລັງງານ

ວົງຈອນການສະຫນອງພະລັງງານແມ່ນສ່ວນຫນຶ່ງທີ່ສໍາຄັນຂອງຜະລິດຕະພັນເອເລັກໂຕຣນິກ, ການອອກແບບຂອງວົງຈອນການສະຫນອງພະລັງງານແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງໂດຍກົງກັບການປະຕິບັດຂອງຜະລິດຕະພັນ.

ການຈັດປະເພດຂອງວົງຈອນການສະຫນອງພະລັງງານ

ວົງຈອນພະລັງງານຂອງຜະລິດຕະພັນອີເລັກໂທຣນິກຂອງພວກເຮົາສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບດ້ວຍການສະຫນອງພະລັງງານ linear ແລະການສະຫນອງພະລັງງານສະຫຼັບຄວາມຖີ່ສູງ. ໃນທາງທິດສະດີ, ການສະຫນອງພະລັງງານເສັ້ນແມ່ນຫຼາຍປານໃດໃນປະຈຸບັນທີ່ຜູ້ໃຊ້ຕ້ອງການ, ວັດສະດຸປ້ອນຈະສະຫນອງກະແສໄຟຟ້າຫຼາຍປານໃດ; ການສະຫຼັບການສະຫນອງພະລັງງານແມ່ນຈໍານວນພະລັງງານທີ່ຜູ້ໃຊ້ຕ້ອງການ, ແລະພະລັງງານຫຼາຍປານໃດແມ່ນໃຫ້ຢູ່ໃນຈຸດເຊື່ອມຕໍ່.

ແຜນວາດແຜນຜັງຂອງວົງຈອນການສະຫນອງພະລັງງານເສັ້ນ

ອຸປະກອນພະລັງງານ Linear ເຮັດວຽກຢູ່ໃນສະພາບເສັ້ນ, ເຊັ່ນຊິບຄວບຄຸມແຮງດັນທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປຂອງພວກເຮົາ LM7805, LM317, SPX1117 ແລະອື່ນໆ. ຮູບ 1 ຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນແຜນວາດ schematic ຂອງວົງຈອນການສະຫນອງພະລັງງານທີ່ມີການຄວບຄຸມ LM7805.

ຮູບທີ 1 ແຜນວາດແຜນຜັງການສະໜອງພະລັງງານເສັ້ນຊື່

ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກຕົວເລກວ່າການສະຫນອງພະລັງງານເສັ້ນແມ່ນປະກອບດ້ວຍອົງປະກອບທີ່ເປັນປະໂຫຍດເຊັ່ນ: ການແກ້ໄຂ, ການກັ່ນຕອງ, ລະບຽບການແຮງດັນແລະການເກັບຮັກສາພະລັງງານ. ໃນຂະນະດຽວກັນ, ການສະຫນອງພະລັງງານເສັ້ນທົ່ວໄປແມ່ນການສະຫນອງພະລັງງານຕາມກົດລະບຽບຂອງແຮງດັນ, ຜົນຜະລິດແມ່ນເທົ່າກັບກະແສໄຟຟ້າເຂົ້າ, I1 = I2 + I3, I3 ແມ່ນຈຸດອ້າງອີງ, ປະຈຸບັນມີຂະຫນາດນ້ອຍຫຼາຍ, ດັ່ງນັ້ນ I1≈I3. . ເປັນຫຍັງພວກເຮົາຕ້ອງການທີ່ຈະສົນທະນາກ່ຽວກັບປະຈຸບັນ, ເນື່ອງຈາກວ່າ PCB ການອອກແບບ, ຄວາມກວ້າງຂອງແຕ່ລະສາຍບໍ່ໄດ້ຕັ້ງແບບສຸ່ມ, ແມ່ນຈະຖືກກໍານົດຕາມຂະຫນາດຂອງປະຈຸບັນລະຫວ່າງ nodes ໃນ schematic ໄດ້. ຂະຫນາດແລະການໄຫຼຂອງປະຈຸບັນຄວນຈະມີຄວາມຊັດເຈນເພື່ອເຮັດໃຫ້ກະດານຖືກຕ້ອງ. 

ແຜນວາດ PCB ການສະຫນອງພະລັງງານ Linear

ເມື່ອອອກແບບ PCB, ຮູບແບບຂອງອົງປະກອບຄວນຈະຫນາແຫນ້ນ, ການເຊື່ອມຕໍ່ທັງຫມົດຄວນຈະສັ້ນທີ່ສຸດເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້, ແລະອົງປະກອບແລະສາຍຄວນຖືກວາງໄວ້ຕາມການພົວພັນການເຮັດວຽກຂອງອົງປະກອບ schematic. ແຜນວາດການສະຫນອງພະລັງງານນີ້ແມ່ນການແກ້ໄຂຄັ້ງທໍາອິດ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນການກັ່ນຕອງ, ການກັ່ນຕອງແມ່ນລະບຽບການແຮງດັນ, ລະບຽບການແຮງດັນແມ່ນຕົວເກັບປະຈຸພະລັງງານ, ຫຼັງຈາກໄຫຼຜ່ານ capacitor ກັບໄຟຟ້າວົງຈອນດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້.

ຮູບທີ 2 ແມ່ນແຜນວາດ PCB ຂອງແຜນວາດ schematic ຂ້າງເທິງ, ແລະທັງສອງແຜນວາດແມ່ນຄ້າຍຄືກັນ. ຮູບຊ້າຍແລະຮູບຂວາແມ່ນແຕກຕ່າງກັນເລັກນ້ອຍ, ການສະຫນອງພະລັງງານໃນຮູບຊ້າຍແມ່ນໂດຍກົງກັບຕີນ input ຂອງ chip regulator ແຮງດັນຫຼັງຈາກ rectification, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນ capacitor ຄວບຄຸມແຮງດັນ, ບ່ອນທີ່ຜົນກະທົບການກັ່ນຕອງຂອງ capacitor ແມ່ນຮ້າຍແຮງກວ່າເກົ່າ. , ແລະຜົນຜະລິດແມ່ນຍັງມີບັນຫາ. ຮູບດ້ານຂວາແມ່ນດີ. ພວກເຮົາບໍ່ພຽງແຕ່ຕ້ອງພິຈາລະນາການໄຫຼເຂົ້າຂອງບັນຫາການສະຫນອງພະລັງງານໃນທາງບວກ, ແຕ່ຍັງຕ້ອງພິຈາລະນາບັນຫາ backflow, ໂດຍທົ່ວໄປ, ສາຍໄຟຟ້າບວກແລະສາຍ backflow ຂອງດິນຄວນຢູ່ໃກ້ກັນເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້.

ຮູບທີ 2 ແຜນວາດ PCB ຂອງການສະຫນອງພະລັງງານເສັ້ນ

ໃນເວລາທີ່ການອອກແບບ PCB ການສະຫນອງພະລັງງານ linear, ພວກເຮົາຍັງຄວນເອົາໃຈໃສ່ກັບບັນຫາການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນຂອງ chip ຄວບຄຸມພະລັງງານຂອງເຄື່ອງສະຫນອງພະລັງງານ linear, ເຮັດແນວໃດຄວາມຮ້ອນມາ, ຖ້າ chip regulator ແຮງດັນທາງຫນ້າແມ່ນ 10V, ທ້າຍຜົນຜະລິດແມ່ນ 5V, ແລະປະຈຸບັນຜົນຜະລິດແມ່ນ 500mA, ຫຼັງຈາກນັ້ນມີການຫຼຸດລົງແຮງດັນ 5V ໃນຊິບຄວບຄຸມ, ແລະຄວາມຮ້ອນທີ່ຜະລິດແມ່ນ 2.5W; ຖ້າແຮງດັນຂາເຂົ້າແມ່ນ 15V, ແຮງດັນຫຼຸດລົງແມ່ນ 10V, ແລະຄວາມຮ້ອນທີ່ຜະລິດແມ່ນ 5W, ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາຈໍາເປັນຕ້ອງຈັດວາງພື້ນທີ່ລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ພຽງພໍຫຼືຊຸດລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ສົມເຫດສົມຜົນຕາມການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນ. ການສະຫນອງພະລັງງານ Linear ໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ໃນສະຖານະການທີ່ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມກົດດັນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຫນ້ອຍແລະປະຈຸບັນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຫນ້ອຍ, ຖ້າບໍ່ດັ່ງນັ້ນ, ກະລຸນາໃຊ້ວົງຈອນການສະຫນອງພະລັງງານສະຫຼັບ.

ຕົວຢ່າງ schematic ວົງຈອນການສະຫນອງພະລັງງານສະຫຼັບຄວາມຖີ່ສູງ

ສະຫຼັບການສະຫນອງພະລັງງານແມ່ນການນໍາໃຊ້ວົງຈອນໃນການຄວບຄຸມທໍ່ສະຫຼັບສໍາລັບການເປີດແລະຕັດຄວາມໄວສູງ, ການສ້າງຄື້ນ PWM, ໂດຍຜ່ານ inductor ແລະ diode ໃນປັດຈຸບັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ການນໍາໃຊ້ການແປງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າຂອງວິທີການຄວບຄຸມແຮງດັນ. ສະຫຼັບການສະຫນອງພະລັງງານ, ປະສິດທິພາບສູງ, ຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາ, ພວກເຮົາໂດຍທົ່ວໄປໃຊ້ວົງຈອນ: LM2575, MC34063, SP6659 ແລະອື່ນໆ. ໃນທາງທິດສະດີ, ການສະຫນອງພະລັງງານສະຫຼັບແມ່ນເທົ່າທຽມກັນຢູ່ທັງສອງສົ້ນຂອງວົງຈອນ, ແຮງດັນແມ່ນອັດຕາສ່ວນປີ້ນກັບກັນ, ແລະປະຈຸບັນແມ່ນອັດຕາສ່ວນກົງກັນຂ້າມ.

ຮູບທີ 3 ແຜນວາດແຜນຜັງຂອງວົງຈອນການສະຫນອງພະລັງງານສະຫຼັບ LM2575

ແຜນວາດ PCB ຂອງສະຫຼັບການສະຫນອງພະລັງງານ

ໃນເວລາທີ່ການອອກແບບ PCB ຂອງການສະຫນອງພະລັງງານສະຫຼັບ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ເອົາໃຈໃສ່ກັບ: ຈຸດປ້ອນຂໍ້ມູນຂອງສາຍຄໍາຄຶດຄໍາເຫັນແລະ diode ປະຈຸບັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງແມ່ນສໍາລັບໃຜທີ່ມີໃນປະຈຸບັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງແມ່ນໃຫ້. ດັ່ງທີ່ເຫັນໄດ້ຈາກຮູບທີ 3, ເມື່ອ U1 ຖືກເປີດ, I2 ໃນປັດຈຸບັນເຂົ້າໄປໃນ inductor L1. ຄຸນລັກສະນະຂອງ inductor ແມ່ນວ່າໃນເວລາທີ່ກະແສໄຟຟ້າໄຫຼຜ່ານ inductor, ມັນບໍ່ສາມາດຜະລິດໄດ້ຢ່າງກະທັນຫັນ, ແລະມັນກໍ່ບໍ່ສາມາດຫາຍໄປທັນທີທັນໃດ. ການປ່ຽນແປງຂອງປະຈຸບັນໃນ inductor ມີຂະບວນການທີ່ໃຊ້ເວລາ. ພາຍໃຕ້ການປະຕິບັດຂອງກະແສໄຟຟ້າ I2 ທີ່ໄຫຼຜ່ານ inductance, ບາງສ່ວນຂອງພະລັງງານໄຟຟ້າຖືກປ່ຽນເປັນພະລັງງານແມ່ເຫຼັກ, ແລະປະຈຸບັນຄ່ອຍໆເພີ່ມຂຶ້ນ, ໃນເວລາໃດຫນຶ່ງ, ວົງຈອນຄວບຄຸມ U1 ປິດ I2, ເນື່ອງຈາກລັກສະນະຂອງ inductance, ໄດ້. ປະຈຸບັນບໍ່ສາມາດຫາຍໄປຢ່າງກະທັນຫັນ, ໃນເວລານີ້ diode ເຮັດວຽກ, ມັນໃຊ້ເວລາຫຼາຍກວ່າ I2 ໃນປັດຈຸບັນ, ສະນັ້ນມັນຖືກເອີ້ນວ່າ diode ປະຈຸບັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າ diode ໃນປະຈຸບັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການ inductance. ກະແສໄຟຟ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ I3 ເລີ່ມຕົ້ນຈາກປາຍລົບຂອງ C3 ແລະໄຫຼເຂົ້າໄປໃນທ້າຍບວກຂອງ C3 ຜ່ານ D1 ແລະ L1, ເຊິ່ງທຽບເທົ່າກັບປັ໊ມ, ການນໍາໃຊ້ພະລັງງານຂອງ inductor ເພື່ອເພີ່ມແຮງດັນຂອງ capacitor C3. ນອກຈາກນີ້ຍັງມີບັນຫາຂອງຈຸດປ້ອນຂໍ້ມູນຂອງສາຍຄໍາຄຶດຄໍາເຫັນຂອງການກວດສອບແຮງດັນ, ທີ່ຄວນຈະໄດ້ຮັບການປ້ອນກັບຄືນໄປບ່ອນສະຖານທີ່ຫຼັງຈາກການກັ່ນຕອງ, ຖ້າບໍ່ດັ່ງນັ້ນແຮງດັນຜົນຜະລິດ ripple ຈະຂະຫນາດໃຫຍ່. ສອງຈຸດນີ້ມັກຈະຖືກລະເລີຍໂດຍຜູ້ອອກແບບ PCB ຂອງພວກເຮົາຈໍານວນຫຼາຍ, ຄິດວ່າເຄືອຂ່າຍດຽວກັນບໍ່ຄືກັນຢູ່ທີ່ນັ້ນ, ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ສະຖານທີ່ບໍ່ຄືກັນ, ແລະຜົນກະທົບຂອງການປະຕິບັດແມ່ນດີຫຼາຍ. ຮູບທີ 4 ແມ່ນແຜນວາດ PCB ຂອງ LM2575 switching power supply. ຂໍໃຫ້ເບິ່ງສິ່ງທີ່ຜິດພາດກັບແຜນວາດທີ່ບໍ່ຖືກຕ້ອງ.

ຮູບທີ 4 ແຜນວາດ PCB ຂອງ LM2575 switching power supply

ເປັນຫຍັງພວກເຮົາຕ້ອງການເວົ້າກ່ຽວກັບຫຼັກການ schematic ໃນລາຍລະອຽດ, ເນື່ອງຈາກວ່າ schematic ມີຂໍ້ມູນ PCB ຫຼາຍ, ເຊັ່ນ: ຈຸດເຂົ້າເຖິງຂອງ pin ອົງປະກອບ, ຂະຫນາດໃນປະຈຸບັນຂອງເຄືອຂ່າຍ node, ແລະອື່ນໆ, ເບິ່ງ schematic, ການອອກແບບ PCB. ບໍ່ແມ່ນບັນຫາ. ວົງຈອນ LM7805 ແລະ LM2575 ເປັນຕົວແທນຂອງວົງຈອນຮູບແບບປົກກະຕິຂອງການສະຫນອງພະລັງງານເສັ້ນແລະການສະຫນອງພະລັງງານສະຫຼັບ, ຕາມລໍາດັບ. ເມື່ອເຮັດ PCBS, ຮູບແບບແລະສາຍຂອງສອງແຜນວາດ PCB ແມ່ນຢູ່ໃນເສັ້ນໂດຍກົງ, ແຕ່ຜະລິດຕະພັນແມ່ນແຕກຕ່າງກັນແລະແຜ່ນວົງຈອນແມ່ນແຕກຕ່າງກັນ, ເຊິ່ງມີການປັບຕົວຕາມສະຖານະການຕົວຈິງ.

ການປ່ຽນແປງທັງຫມົດແມ່ນ inseparable, ສະນັ້ນຫຼັກການຂອງວົງຈອນພະລັງງານແລະວິທີການຂອງຄະນະກໍາມະເປັນດັ່ງນັ້ນ, ແລະທຸກຜະລິດຕະພັນເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນ inseparable ຈາກການສະຫນອງພະລັງງານແລະວົງຈອນຂອງຕົນ, ສະນັ້ນ, ຮຽນຮູ້ທັງສອງວົງຈອນ, ອື່ນໆແມ່ນເຂົ້າໃຈ.