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电源模块PCB设想

电源模块的PCB设想

电源电路是一个电子产品的重要组成局部,电源电路设计的优劣,间接连累产物机能的优劣。我们电子产品的电源电路重要有线性电源和高频开关电源。从理论上讲,线性电源是用户需求若干电流,输入端就要供应若干电流;开关电源是用户需求若干功率,输入端便供应若干功率。

线性电源

线性电源功率器件事情正在线性状况,如我们常用的稳压芯片LM7805、LM317、SPX1117等。下图一是LM7805稳压电源电路原理图。

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图一 线性电源原理图

从图上可知,线性电源有整流、滤波、稳压、储能等功用元件构成,同时,一样平常用的线性电源为串连稳压电源,输出电流即是输入电流,I1=I2+I3,I3是参考端,电流很小,因而I1≈I3。我们为何要讲电流,是由于PCB设计时,每条线的宽度不是随意设的,是要凭据原理图里元件节点间的电流巨细去肯定的(请查《PCB设想铜铂厚度、线宽和电流干系表》)。电流巨细、电流流向要搞清楚,做板才适可而止。

PCB设计时,元件的结构要紧凑,要让所有的连线尽量短,要按原理图元件功用干系去结构元件取走线。本电源图里就是先整流、再滤波、滤波后才是稳压、稳压后才是储能电容、流经电容后才给前面的电路用电。图二是上面原理图的PCB图,两个图类似。左图和左图就是走线有点不一样,左图的电源经整流后间接便到了稳压芯片的输入足了,然后才是稳压电容,这里电容所起的滤波结果便差了许多,输出也有题目。左图就是对照好的图了。我们不只要思索正电源的流向题目,借必需思索天回流题目,一般来说,正电源线和天回流线要尽量同进同出,相互离近点。

图二 线性电源PCB图

设想线性电源PCB时还应注重,线性电源的功率稳压芯片的散热题目,热量是怎样去的,若稳压芯片前端电压是10V,输出端是5V,输出电流为500mA,那正在稳压芯片上就有5V的电压降,发生的热量便为2.5W;若是输入端电压是15V,电压降就是10V,发生的热量便为5W,因而,我们布板是要凭据散热功率去留出充足的散热空间或公道的散热片。线性电源一样平常用正在压差比较小,电流比较小的场所,不然,请改用开关电源电路。

高频开关电源

开关电源就是用经由过程电路掌握开关管停止高速的导通取停止,发生PWM波形,经由电感和绝流二极管,应用电磁电转换的体式格局调压。开关电源功率大、效力下、发烧小,我们一样平常用的电路有:LM2575、MC34063、SP6659等。开关电源理论上是电路两头功率相称,电压成反比,电流成反比。

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图三 LM2575开关电源电路原理图

开关电源PCB设计时,需求注重的中央是:反馈线的引入点、绝流二极管是给谁续流。从图三能够看出,U1导通时,电流I2进入电感L1,电感的特性是电流正在电感里流过时不克不及忽然发生,也不能忽然消逝,电流正在电感里的转变时有一个时间历程的。正在脉冲电流I2流过电感的感化下,有局部电能转换成磁能,电流逐步增大,到肯定时刻,控制电路U1闭断了I2,因为电感的特性,电流不克不及忽然消逝,这时候二极管起作用了,它代替电流I2,以是叫续流二极管,能够看出,绝流二极管是给电感用的,绝流的电流I3是从C3的背端出发,经D1,L1后流入C3的正端,这里便相当于抽水机,应用电感的能量,把电容C3的电压进步了。另有就是电压检测的反馈线引入点题目,应该是经由滤波后的中央反应归去,否则会使输出的电压纹波更大。那两点是我们许多PCB设计人员常常无视的中央,认为同一个网络,接正在那儿不是一样,实在接的中央不一样,机能影响是很大的。图四是LM2575开关电源PCB图,人人看看错的那幅图是那里错了。

图四 LM2575开关电源PCB图

我们为何要具体讲原理图道理,由于原理图里包罗了很多绘PCB的信息,如元件引脚的接入点,节点网络的电流巨细等,看清晰了原理图,PCB设想便不成题目了。LM7805和LM2575电路离别代表了线性电源和开关电源的典范布板电路,做PCB时,间接按这两种PCB图结构取布线便止,只是产物差别,电路板也不同,凭据实际情况调解。

万变不离其宗,以是的电源电路的道理及布板体式格局都是云云,而每一个电子产品皆离不开电源及其电路,因而,学通了那两个电路,别的的也了然于胸了。

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