हे दोन सर्किट शिका, पीसीबी डिझाइन कठीण नाही!

पॉवर सर्किट डिझाइन का शिकावे?
पॉवर सप्लाय सर्किट हा इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनाचा एक महत्त्वाचा भाग असतो, पॉवर सप्लाय सर्किटची रचना थेट उत्पादनाच्या कामगिरीशी संबंधित असते.

वीज पुरवठा सर्किट्सचे वर्गीकरण
आमच्या इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनांच्या पॉवर सर्किटमध्ये प्रामुख्याने रेषीय वीज पुरवठा आणि उच्च-फ्रिक्वेन्सी स्विचिंग वीज पुरवठा समाविष्ट असतो. सिद्धांततः, रेषीय वीज पुरवठा म्हणजे वापरकर्त्याला किती विद्युत प्रवाह आवश्यक आहे, इनपुट किती विद्युत प्रवाह प्रदान करेल; स्विचिंग वीज पुरवठा म्हणजे वापरकर्त्याला किती विद्युत प्रवाह आवश्यक आहे आणि इनपुटच्या शेवटी किती वीज प्रदान केली जाते.
रेषीय वीज पुरवठा सर्किटचे योजनाबद्ध आकृती
रेषीय पॉवर उपकरणे रेषीय स्थितीत काम करतात, जसे की आमचे सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या व्होल्टेज रेग्युलेटर चिप्स LM7805, LM317, SPX1117 आणि असेच. खालील आकृती 1 मध्ये LM7805 नियंत्रित पॉवर सप्लाय सर्किटचा योजनाबद्ध आकृती आहे.

आकृती १ रेषीय वीज पुरवठ्याचे योजनाबद्ध आकृती
आकृतीवरून असे दिसून येते की रेषीय वीज पुरवठा हा सुधारणे, फिल्टरिंग, व्होल्टेज नियमन आणि ऊर्जा साठवणूक यासारख्या कार्यात्मक घटकांपासून बनलेला असतो. त्याच वेळी, सामान्य रेषीय वीज पुरवठा हा एक मालिका व्होल्टेज नियमन वीज पुरवठा आहे, आउटपुट करंट इनपुट करंटच्या बरोबरीचा आहे, I1=I2+I3, I3 हा संदर्भ टोक आहे, करंट खूप लहान आहे, म्हणून I1≈I3. आपण करंटबद्दल का बोलू इच्छितो, कारण PCB डिझाइन, प्रत्येक रेषेची रुंदी यादृच्छिकपणे सेट केलेली नाही, ती स्कीमॅटिकमधील नोड्समधील करंटच्या आकारानुसार निश्चित केली जाते. बोर्ड योग्य बनवण्यासाठी करंट आकार आणि करंट प्रवाह स्पष्ट असावा.

रेषीय वीज पुरवठा पीसीबी आकृती
पीसीबी डिझाइन करताना, घटकांची मांडणी कॉम्पॅक्ट असावी, सर्व कनेक्शन शक्य तितके लहान असावेत आणि घटक आणि रेषा योजनाबद्ध घटकांच्या कार्यात्मक संबंधांनुसार मांडल्या पाहिजेत. हे पॉवर सप्लाय आकृती प्रथम दुरुस्ती आहे, आणि नंतर फिल्टरिंग, फिल्टरिंग म्हणजे व्होल्टेज नियमन, व्होल्टेज नियमन म्हणजे ऊर्जा साठवण कॅपेसिटर, कॅपेसिटरमधून पुढील सर्किट वीज प्रवाहित झाल्यानंतर.

आकृती २ ही वरील स्कीमॅटिक आकृतीची पीसीबी आकृती आहे आणि दोन्ही आकृत्या सारख्याच आहेत. डावीकडील चित्र आणि उजवीकडील चित्र थोडे वेगळे आहे, डावीकडील चित्रातील वीजपुरवठा दुरुस्तीनंतर थेट व्होल्टेज रेग्युलेटर चिपच्या इनपुट फूटवर आहे आणि नंतर व्होल्टेज रेग्युलेटर कॅपेसिटर, जिथे कॅपेसिटरचा फिल्टरिंग प्रभाव खूपच वाईट आहे आणि आउटपुट देखील समस्याप्रधान आहे. उजवीकडील चित्र चांगले आहे. आपण केवळ सकारात्मक वीज पुरवठ्याच्या समस्येचा प्रवाह विचारात घेतला पाहिजे असे नाही तर बॅकफ्लो समस्येचा देखील विचार केला पाहिजे, सर्वसाधारणपणे, सकारात्मक वीज लाइन आणि ग्राउंड बॅकफ्लो लाइन एकमेकांच्या शक्य तितक्या जवळ असाव्यात.

आकृती २ रेषीय वीज पुरवठ्याचे पीसीबी आकृती
रेषीय वीज पुरवठा PCB डिझाइन करताना, आपण रेषीय वीज पुरवठ्याच्या पॉवर रेग्युलेटर चिपच्या उष्णता विसर्जन समस्येकडे देखील लक्ष दिले पाहिजे, उष्णता कशी येते, जर व्होल्टेज रेग्युलेटर चिपचा फ्रंट एंड 10V असेल, आउटपुट एंड 5V असेल आणि आउटपुट करंट 500mA असेल, तर रेग्युलेटर चिपवर 5V व्होल्टेज ड्रॉप असेल आणि निर्माण होणारी उष्णता 2.5W असेल; जर इनपुट व्होल्टेज 15V असेल, तर व्होल्टेज ड्रॉप 10V असेल आणि निर्माण होणारी उष्णता 5W असेल, म्हणून, आपल्याला उष्णता विसर्जन शक्तीनुसार पुरेशी उष्णता विसर्जन जागा किंवा वाजवी उष्णता सिंक बाजूला ठेवणे आवश्यक आहे. रेषीय वीज पुरवठा सामान्यतः अशा परिस्थितीत वापरला जातो जिथे दाब फरक तुलनेने लहान असतो आणि करंट तुलनेने लहान असतो, अन्यथा, कृपया स्विचिंग पॉवर सप्लाय सर्किट वापरा.

उच्च वारंवारता स्विचिंग पॉवर सप्लाय सर्किट योजनाबद्ध उदाहरण
स्विचिंग पॉवर सप्लाय म्हणजे सर्किटचा वापर करून हाय-स्पीड ऑन-ऑफ आणि कट-ऑफसाठी स्विचिंग ट्यूब नियंत्रित करणे, PWM वेव्हफॉर्म निर्माण करणे, इंडक्टर आणि सतत करंट डायोडद्वारे, व्होल्टेज नियंत्रित करण्यासाठी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रूपांतरणाचा वापर करणे. स्विचिंग पॉवर सप्लाय, उच्च कार्यक्षमता, कमी उष्णता, आम्ही सामान्यतः सर्किट वापरतो: LM2575, MC34063, SP6659 आणि असेच. सिद्धांतानुसार, सर्किटच्या दोन्ही टोकांवर स्विचिंग पॉवर सप्लाय समान असतो, व्होल्टेज व्यस्त प्रमाणात असतो आणि करंट व्यस्त प्रमाणात असतो.

आकृती ३ LM2575 स्विचिंग पॉवर सप्लाय सर्किटचा योजनाबद्ध आकृती
स्विचिंग पॉवर सप्लायचा पीसीबी आकृती
स्विचिंग पॉवर सप्लायच्या PCB ची रचना करताना, खालील गोष्टींकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे: फीडबॅक लाइनचा इनपुट पॉइंट आणि सतत चालू डायोड हे सतत चालू असलेल्या प्रवाहासाठी दिले जातात. आकृती 3 वरून पाहिल्याप्रमाणे, जेव्हा U1 चालू केला जातो, तेव्हा विद्युत प्रवाह I2 इंडक्टर L1 मध्ये प्रवेश करतो. इंडक्टरचे वैशिष्ट्य म्हणजे जेव्हा विद्युत प्रवाह इंडक्टरमधून वाहतो तेव्हा तो अचानक निर्माण होऊ शकत नाही आणि तो अचानक नाहीसा होऊ शकत नाही. इंडक्टरमधील विद्युत प्रवाहाच्या बदलाची एक वेळ प्रक्रिया असते. इंडक्टन्समधून वाहणाऱ्या स्पंदित प्रवाह I2 च्या क्रियेखाली, काही विद्युत उर्जेचे चुंबकीय उर्जेमध्ये रूपांतर होते आणि विद्युत प्रवाह हळूहळू वाढतो, एका विशिष्ट वेळी, नियंत्रण सर्किट U1 I2 बंद करतो, इंडक्टन्सच्या वैशिष्ट्यांमुळे, विद्युत प्रवाह अचानक नाहीसा होऊ शकत नाही, यावेळी डायोड कार्य करतो, तो विद्युत प्रवाह I2 वर कब्जा करतो, म्हणून त्याला सतत चालू डायोड म्हणतात, हे दिसून येते की सतत चालू डायोड इंडक्टन्ससाठी वापरला जातो. सतत प्रवाह I3 हा C3 च्या नकारात्मक टोकापासून सुरू होतो आणि D1 आणि L1 द्वारे C3 च्या सकारात्मक टोकापर्यंत जातो, जो पंपच्या समतुल्य असतो, जो इंडक्टरच्या उर्जेचा वापर करून कॅपेसिटर C3 चा व्होल्टेज वाढवतो. व्होल्टेज डिटेक्शनच्या फीडबॅक लाइनच्या इनपुट पॉइंटची समस्या देखील आहे, जी फिल्टरिंगनंतर त्या ठिकाणी परत दिली पाहिजे, अन्यथा आउटपुट व्होल्टेज रिपल मोठी असेल. हे दोन बिंदू आमच्या अनेक PCB डिझायनर्सकडून अनेकदा दुर्लक्षित केले जातात, त्यांना असे वाटते की तिथे समान नेटवर्क समान नाही, खरं तर, ते ठिकाण समान नाही आणि कामगिरीचा प्रभाव खूप चांगला आहे. आकृती 4 ही LM2575 स्विचिंग पॉवर सप्लायची PCB आकृती आहे. चुकीच्या आकृतीमध्ये काय चूक आहे ते पाहूया.

आकृती ४ LM2575 स्विचिंग पॉवर सप्लायचा PCB आकृती
आपण स्कीमॅटिक तत्त्वाबद्दल तपशीलवार का बोलू इच्छितो, कारण स्कीमॅटिकमध्ये बरीच PCB माहिती असते, जसे की घटक पिनचा प्रवेश बिंदू, नोड नेटवर्कचा वर्तमान आकार इ. स्कीमॅटिक पहा, PCB डिझाइन ही समस्या नाही. LM7805 आणि LM2575 सर्किट अनुक्रमे रेषीय वीज पुरवठा आणि स्विचिंग वीज पुरवठ्याचे विशिष्ट लेआउट सर्किट दर्शवतात. PCBS बनवताना, या दोन PCB आकृत्यांचे लेआउट आणि वायरिंग थेट लाईनवर असतात, परंतु उत्पादने वेगळी असतात आणि सर्किट बोर्ड वेगळा असतो, जो वास्तविक परिस्थितीनुसार समायोजित केला जातो.

सर्व बदल अविभाज्य आहेत, म्हणून पॉवर सर्किटचे तत्व आणि बोर्ड कसे आहे ते तसेच आहे, आणि प्रत्येक इलेक्ट्रॉनिक उत्पादन पॉवर सप्लाय आणि त्याच्या सर्किटपासून अविभाज्य आहे, म्हणून, दोन सर्किट जाणून घ्या, दुसरे देखील समजले जाते.