हे दोन सर्किट जाणून घ्या, पीसीबी डिझाइन अवघड नाही!

पॉवर सर्किट डिझाइन का शिका

विद्युत पुरवठा सर्किट हा इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनाचा एक महत्त्वाचा भाग आहे, वीज पुरवठा सर्किटची रचना थेट उत्पादनाच्या कार्यक्षमतेशी संबंधित आहे.

वीज पुरवठा सर्किट्सचे वर्गीकरण

आमच्या इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनांच्या पॉवर सर्किट्समध्ये प्रामुख्याने रेखीय वीज पुरवठा आणि उच्च-फ्रिक्वेंसी स्विचिंग पॉवर सप्लाय यांचा समावेश होतो. सिद्धांतानुसार, रेखीय वीज पुरवठा म्हणजे वापरकर्त्याला किती वर्तमान आवश्यक आहे, इनपुट किती वर्तमान प्रदान करेल; स्विचिंग पॉवर सप्लाय म्हणजे वापरकर्त्याला किती पॉवरची गरज आहे आणि इनपुटच्या शेवटी किती पॉवर पुरवली जाते.

रेखीय वीज पुरवठा सर्किटचे योजनाबद्ध आकृती

रेखीय उर्जा उपकरणे रेखीय स्थितीत कार्य करतात, जसे की आमची सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या व्होल्टेज रेग्युलेटर चिप्स LM7805, LM317, SPX1117 आणि याप्रमाणे. खालील आकृती 1 LM7805 रेग्युलेटेड पॉवर सप्लाय सर्किटचे योजनाबद्ध आकृती आहे.

आकृती 1 रेखीय वीज पुरवठ्याचे योजनाबद्ध आकृती

आकृतीवरून हे पाहिले जाऊ शकते की रेखीय वीज पुरवठा सुधारणे, फिल्टरिंग, व्होल्टेज नियमन आणि ऊर्जा साठवण यासारख्या कार्यात्मक घटकांनी बनलेला आहे. त्याच वेळी, सामान्य रेखीय वीज पुरवठा हा एक मालिका व्होल्टेज नियमन वीज पुरवठा आहे, आउटपुट प्रवाह इनपुट करंटच्या बरोबरीचा आहे, I1=I2+I3, I3 हा संदर्भ अंत आहे, प्रवाह खूपच लहान आहे, म्हणून I1≈I3 . आम्ही विद्युत् प्रवाहाबद्दल का बोलू इच्छितो, कारण पीसीबी डिझाइनमध्ये, प्रत्येक ओळीची रुंदी यादृच्छिकपणे सेट केलेली नाही, योजनाबद्ध मधील नोड्समधील करंटच्या आकारानुसार निर्धारित केली जाते. बोर्ड योग्य करण्यासाठी वर्तमान आकार आणि वर्तमान प्रवाह स्पष्ट असावा. 

रेखीय वीज पुरवठा पीसीबी आकृती

पीसीबीची रचना करताना, घटकांचा लेआउट कॉम्पॅक्ट असावा, सर्व कनेक्शन शक्य तितक्या लहान असावेत आणि घटक आणि रेषा योजनाबद्ध घटकांच्या कार्यात्मक संबंधानुसार मांडल्या पाहिजेत. हे वीज पुरवठा आकृती प्रथम सुधारणे आहे, आणि नंतर फिल्टरिंग, फिल्टरिंग हे व्होल्टेजचे नियमन आहे, व्होल्टेजचे नियमन म्हणजे ऊर्जा साठवण कॅपेसिटर, कॅपेसिटरमधून खालील सर्किट विजेवर वाहल्यानंतर.

आकृती 2 हा वरील योजनाबद्ध आकृतीचा PCB आकृती आहे आणि दोन आकृत्या सारख्याच आहेत. डावे चित्र आणि उजवे चित्र थोडे वेगळे आहे, डाव्या चित्रातील वीज पुरवठा थेट व्होल्टेज रेग्युलेटर चिपच्या इनपुट फूटला होतो दुरुस्तीनंतर, आणि नंतर व्होल्टेज रेग्युलेटर कॅपेसिटर, जेथे कॅपेसिटरचा फिल्टरिंग प्रभाव खूपच वाईट आहे. , आणि आउटपुट देखील समस्याप्रधान आहे. उजव्या बाजूचे चित्र चांगले आहे. आपण केवळ पॉझिटिव्ह पॉवर पुरवठा समस्येच्या प्रवाहाचा विचार केला पाहिजे असे नाही तर बॅकफ्लो समस्येचा देखील विचार केला पाहिजे, सर्वसाधारणपणे, सकारात्मक पॉवर लाइन आणि ग्राउंड बॅकफ्लो लाइन एकमेकांच्या शक्य तितक्या जवळ असणे आवश्यक आहे.

आकृती 2 रेखीय वीज पुरवठ्याचे पीसीबी आकृती

लिनियर पॉवर सप्लाय पीसीबीची रचना करताना, आपण रेखीय वीज पुरवठ्याच्या पॉवर रेग्युलेटर चिपच्या उष्णतेच्या अपव्यय समस्येकडे देखील लक्ष दिले पाहिजे, उष्णता कशी येते, जर व्होल्टेज रेग्युलेटर चिप फ्रंट एंड 10V असेल तर आउटपुट एंड 5V असेल, आणि आउटपुट करंट 500mA आहे, त्यानंतर रेग्युलेटर चिपवर 5V व्होल्टेज ड्रॉप आहे आणि व्युत्पन्न उष्णता 2.5W आहे; जर इनपुट व्होल्टेज 15V असेल, तर व्होल्टेज ड्रॉप 10V असेल आणि व्युत्पन्न होणारी उष्णता 5W असेल, म्हणून, आम्हाला उष्णतेचा अपव्यय होण्याच्या शक्तीनुसार पुरेशी उष्णता पसरवण्याची जागा किंवा वाजवी उष्णता सिंक बाजूला ठेवण्याची गरज आहे. रेखीय वीज पुरवठा सामान्यतः अशा परिस्थितीत वापरला जातो जेथे दबाव फरक तुलनेने लहान असतो आणि विद्युत प्रवाह तुलनेने लहान असतो, अन्यथा, कृपया स्विचिंग पॉवर सप्लाय सर्किट वापरा.

उच्च वारंवारता स्विचिंग वीज पुरवठा सर्किट योजनाबद्ध उदाहरण

स्विचिंग पॉवर सप्लाय म्हणजे सर्किटचा वापर हाय-स्पीड ऑन-ऑफ आणि कट-ऑफसाठी स्विचिंग ट्यूब नियंत्रित करण्यासाठी, PWM वेव्हफॉर्म तयार करण्यासाठी, इंडक्टर आणि सतत चालू डायोडद्वारे, व्होल्टेजचे नियमन करण्याच्या मार्गाच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रूपांतरणाचा वापर करणे. स्विचिंग वीज पुरवठा, उच्च कार्यक्षमता, कमी उष्णता, आम्ही सामान्यतः सर्किट वापरतो: LM2575, MC34063, SP6659 आणि असेच. सिद्धांतानुसार, सर्किटच्या दोन्ही टोकांना स्विचिंग पॉवर सप्लाय समान आहे, व्होल्टेज व्यस्त प्रमाणात आहे आणि वर्तमान व्यस्त प्रमाणात आहे.

आकृती 3 LM2575 स्विचिंग पॉवर सप्लाय सर्किटचे योजनाबद्ध आकृती

स्विचिंग पॉवर सप्लायचे पीसीबी आकृती

स्विचिंग पॉवर सप्लायच्या पीसीबीची रचना करताना, यावर लक्ष देणे आवश्यक आहे: फीडबॅक लाइनचे इनपुट पॉइंट आणि सतत चालू डायोड ज्यांच्यासाठी सतत चालू दिले जाते. आकृती 3 वरून पाहिले जाऊ शकते, जेव्हा U1 चालू केला जातो, तेव्हा वर्तमान I2 इंडक्टर L1 मध्ये प्रवेश करतो. इंडक्टरचे वैशिष्ट्य म्हणजे जेव्हा इंडक्टरमधून विद्युतप्रवाह वाहतो तेव्हा तो अचानक निर्माण होऊ शकत नाही किंवा तो अचानक अदृश्य होऊ शकत नाही. इंडक्टरमधील करंट बदलण्याची वेळ प्रक्रिया असते. इंडक्टन्समधून वाहणाऱ्या स्पंदित करंट I2 च्या क्रियेखाली, काही विद्युत उर्जेचे चुंबकीय उर्जेमध्ये रूपांतर होते आणि विद्युत् प्रवाह हळूहळू वाढत जातो, विशिष्ट वेळी, नियंत्रण सर्किट U1 I2 बंद करते, इंडक्टन्सच्या वैशिष्ट्यांमुळे, करंट अचानक अदृश्य होऊ शकत नाही, यावेळी डायोड कार्य करतो, तो वर्तमान I2 ताब्यात घेतो, म्हणून त्याला सतत चालू डायोड म्हणतात, हे पाहिले जाऊ शकते की सतत चालू डायोड इंडक्टन्ससाठी वापरला जातो. सतत चालू असलेला I3 हा C3 च्या नकारात्मक टोकापासून सुरू होतो आणि D1 आणि L1 द्वारे C3 च्या सकारात्मक टोकामध्ये वाहतो, जो पंपच्या समतुल्य आहे, इंडक्टरची ऊर्जा वापरून कॅपेसिटर C3 चे व्होल्टेज वाढवते. व्होल्टेज शोधण्याच्या फीडबॅक लाइनच्या इनपुट पॉईंटची समस्या देखील आहे, ज्याला फिल्टर केल्यानंतर त्या ठिकाणी परत दिले पाहिजे, अन्यथा आउटपुट व्होल्टेज रिपल मोठे असेल. आमच्या अनेक PCB डिझायनर्सद्वारे या दोन मुद्द्यांकडे दुर्लक्ष केले जाते, असा विचार केला की तेथे समान नेटवर्क समान नाही, खरं तर, ठिकाण समान नाही आणि कार्यप्रदर्शन प्रभाव चांगला आहे. आकृती 4 हा LM2575 स्विचिंग पॉवर सप्लायचा पीसीबी आकृती आहे. चुकीच्या आकृतीत काय चूक आहे ते पाहूया.

LM2575 स्विचिंग पॉवर सप्लायचा आकृती 4 पीसीबी आकृती

आम्ही योजनाबद्ध तत्त्वाबद्दल तपशीलवार का बोलू इच्छितो, कारण स्कीमॅटिकमध्ये पीसीबीची बरीच माहिती असते, जसे की घटक पिनचा ऍक्सेस पॉइंट, नोड नेटवर्कचा वर्तमान आकार इ., योजनाबद्ध, पीसीबी डिझाइन पहा. समस्या नाही. LM7805 आणि LM2575 सर्किट्स अनुक्रमे रेखीय वीज पुरवठा आणि स्विचिंग पॉवर सप्लायच्या ठराविक लेआउट सर्किटचे प्रतिनिधित्व करतात. पीसीबीएस बनवताना, या दोन पीसीबी आकृत्यांचे लेआउट आणि वायरिंग थेट रेषेवर असतात, परंतु उत्पादने भिन्न असतात आणि सर्किट बोर्ड भिन्न असतात, जे वास्तविक परिस्थितीनुसार समायोजित केले जातात.

सर्व बदल अविभाज्य आहेत, त्यामुळे पॉवर सर्किटचे तत्त्व आणि बोर्ड कसे आहे, आणि प्रत्येक इलेक्ट्रॉनिक उत्पादन वीज पुरवठा आणि त्याच्या सर्किटपासून अविभाज्य आहे, म्हणून, दोन सर्किट जाणून घ्या, दुसरे देखील समजले आहे.