Սովորեք այս երկու սխեմաները, տպատախտակի նախագծումը դժվար չէ։

Ինչու՞ սովորել էլեկտրական սխեմաների նախագծում

Էլեկտրոնային արտադրանքի կարևոր մասն է էլեկտրամատակարարման սխեման, որի նախագծումը անմիջականորեն կապված է արտադրանքի աշխատանքի հետ։

Էլեկտրամատակարարման սխեմաների դասակարգում

Մեր էլեկտրոնային արտադրանքի սնուցման սխեմաները հիմնականում ներառում են գծային և բարձր հաճախականության անջատիչ սնուցման աղբյուրներ: Տեսականորեն, գծային սնուցման աղբյուրը ցույց է տալիս, թե որքան հոսանք է անհրաժեշտ օգտագործողին, որքան հոսանք է ապահովում մուտքային միացումը: Փոխարկիչ սնուցման աղբյուրը ցույց է տալիս, թե որքան հզորություն է անհրաժեշտ օգտագործողին, և որքան հզորություն է մատակարարվում մուտքային ծայրին:

Գծային էլեկտրամատակարարման սխեմայի սխեմատիկ դիագրամ

Գծային սնուցման սարքերը աշխատում են գծային վիճակում, ինչպիսիք են մեր լայնորեն օգտագործվող լարման կարգավորիչ չիպերը LM7805, LM317, SPX1117 և այլն: Ստորև նկար 1-ը LM7805 կարգավորվող սնուցման աղբյուրի սխեմատիկ դիագրամն է:

Նկար 1. Գծային էլեկտրամատակարարման սխեմատիկ դիագրամ

Նկարից երևում է, որ գծային էլեկտրամատակարարումը բաղկացած է ֆունկցիոնալ բաղադրիչներից, ինչպիսիք են ուղղումը, ֆիլտրացումը, լարման կարգավորումը և էներգիայի կուտակումը: Միևնույն ժամանակ, ընդհանուր գծային էլեկտրամատակարարումը հաջորդական լարման կարգավորման էլեկտրամատակարարում է, ելքային հոսանքը հավասար է մուտքային հոսանքին, I1=I2+I3, I3-ը հղման ծայրն է, հոսանքը շատ փոքր է, ուստի I1≈I3: Ինչո՞ւ ենք ուզում խոսել հոսանքի մասին, քանի որ տպատախտակի նախագծման դեպքում յուրաքանչյուր գծի լայնությունը պատահականորեն չի սահմանվում, այն պետք է որոշվի սխեմայի հանգույցների միջև հոսանքի մեծության համաձայն: Հոսանքի չափը և հոսանքի հոսքը պետք է հստակ լինեն, որպեսզի տախտակը ճիշտ լինի: 

Գծային էլեկտրամատակարարման PCB սխեմա

ՏԽՏ սալիկը նախագծելիս բաղադրիչների դասավորությունը պետք է լինի կոմպակտ, բոլոր միացումները պետք է լինեն հնարավորինս կարճ, իսկ բաղադրիչներն ու գծերը պետք է դասավորված լինեն սխեմատիկ բաղադրիչների ֆունկցիոնալ կապին համապատասխան։ Այս էլեկտրամատակարարման դիագրամը նախ ուղղումն է, ապա ֆիլտրացումը, ֆիլտրացումը լարման կարգավորումն է, լարման կարգավորումը՝ էներգիայի կուտակիչ կոնդենսատորը, որից հետո կոնդենսատորի միջով հոսում է դեպի հաջորդ շղթան՝ էլեկտրաէներգիա։

Նկար 2-ը վերը նշված սխեմատիկ դիագրամի PCB դիագրամն է, և երկու դիագրամներն էլ նման են։ Ձախ և աջ նկարները մի փոքր տարբեր են, ձախ նկարում էլեկտրամատակարարումը ուղղակիորեն լարման կարգավորիչի չիպի մուտքային ոտքին է ուղղիչացումից հետո, ապա լարման կարգավորիչի կոնդենսատորին, որտեղ կոնդենսատորի ֆիլտրման ազդեցությունը շատ ավելի վատ է, և ելքը նույնպես խնդրահարույց է։ Աջ նկարը լավն է։ Մենք պետք է հաշվի առնենք ոչ միայն դրական էլեկտրամատակարարման հոսքի խնդիրը, այլև հետհոսքի խնդիրը, ընդհանուր առմամբ, դրական հոսանքի գիծը և գետնի հետհոսքի գիծը պետք է լինեն որքան հնարավոր է մոտ միմյանց։

Նկար 2 Գծային էլեկտրամատակարարման PCB սխեմա

Գծային էլեկտրամատակարարման տպատախտակը նախագծելիս պետք է ուշադրություն դարձնել նաև գծային էլեկտրամատակարարման հզորության կարգավորիչ չիպի ջերմության ցրման խնդրին, թե ինչպես է ջերմությունը գալիս։ Եթե լարման կարգավորիչ չիպի առջևի մասը 10 Վ է, ելքային մասը՝ 5 Վ, իսկ ելքային հոսանքը՝ 500 մԱ, ապա կարգավորիչ չիպի վրա կա 5 Վ լարման անկում, և առաջացած ջերմությունը կազմում է 2.5 Վտ։ Եթե մուտքային լարումը 15 Վ է, լարման անկումը կազմում է 10 Վ, իսկ առաջացած ջերմությունը՝ 5 Վտ, հետևաբար, մենք պետք է առանձնացնենք բավարար ջերմության ցրման տարածք կամ բավարար ջերմափոխանակիչ՝ ջերմության ցրման հզորությանը համապատասխան։ Գծային էլեկտրամատակարարումը սովորաբար օգտագործվում է այն դեպքերում, երբ ճնշման տարբերությունը համեմատաբար փոքր է, և հոսանքը՝ համեմատաբար փոքր, հակառակ դեպքում օգտագործեք անջատիչ էլեկտրամատակարարման սխեման։

Բարձր հաճախականության անջատիչ էլեկտրամատակարարման սխեմայի օրինակ

Անջատիչ սնուցման աղբյուրը նշանակում է օգտագործել միացման սխեմա՝ անջատիչ խողովակը բարձր արագությամբ միացնելու, անջատելու և անջատելու համար, PWM ալիքի ձև ստեղծելու համար, ինդուկտորի և անընդհատ հոսանքի դիոդի միջոցով էլեկտրամագնիսական փոխակերպման միջոցով կարգավորելու լարումը: Անջատիչ սնուցման աղբյուրը, բարձր արդյունավետությամբ, ցածր ջերմային սպեկտրով, մենք սովորաբար օգտագործում ենք հետևյալ սխեմաները՝ LM2575, MC34063, SP6659 և այլն: Տեսականորեն, անջատիչ սնուցման աղբյուրը հավասար է միացման երկու ծայրերում, լարումը հակադարձ համեմատական ​​է, իսկ հոսանքը՝ հակադարձ համեմատական:

Նկար 3. LM2575 անջատիչ էլեկտրամատակարարման սխեմայի սխեմատիկ դիագրամ

Անջատիչ էլեկտրամատակարարման PCB սխեմա

Անջատիչ սնուցման աղբյուրի տպատախտակը նախագծելիս անհրաժեշտ է ուշադրություն դարձնել հետևյալին. հետադարձ կապի գծի մուտքային կետը և անընդհատ հոսանքի դիոդն են, որոնց համար տրվում է անընդհատ հոսանք: Ինչպես երևում է նկար 3-ից, երբ U1-ը միացված է, I2 հոսանքը մտնում է L1 ինդուկտոր: Ինդուկտորի բնութագիրն այն է, որ երբ հոսանքը հոսում է ինդուկտորով, այն չի կարող հանկարծակի առաջանալ, ոչ էլ կարող է հանկարծակի անհետանալ: Ինդուկտորում հոսանքի փոփոխությունը տեղի է ունենում ժամանակային գործընթացով: Ինդուկտիվությամբ հոսող իմպուլսային I2 հոսանքի ազդեցության տակ էլեկտրական էներգիայի մի մասը վերածվում է մագնիսական էներգիայի, և հոսանքը աստիճանաբար աճում է, որոշակի պահի U1 կառավարման սխեման անջատում է I2-ը, ինդուկտիվության բնութագրերի պատճառով հոսանքը չի կարող հանկարծակի անհետանալ, այս պահին դիոդը աշխատում է, այն ստանձնում է I2 հոսանքը, ուստի այն կոչվում է անընդհատ հոսանքի դիոդ, կարելի է տեսնել, որ անընդհատ հոսանքի դիոդն օգտագործվում է ինդուկտիվության համար: I3 անընդհատ հոսանքը սկսվում է C3-ի բացասական ծայրից և D1-ի և L1-ի միջոցով հոսում է C3-ի դրական ծայր, ինչը համարժեք է պոմպի աշխատանքին, որն օգտագործում է ինդուկտորի էներգիան՝ C3 կոնդենսատորի լարումը բարձրացնելու համար: Կա նաև լարման հայտնաբերման հետադարձ կապի գծի մուտքային կետի խնդիրը, որը ֆիլտրացումից հետո պետք է հետ մատակարարվի տեղին, հակառակ դեպքում ելքային լարման ալիքը կլինի ավելի մեծ: Այս երկու կետերը հաճախ անտեսվում են մեր շատ PCB նախագծողների կողմից՝ կարծելով, որ նույն ցանցը նույնը չէ այնտեղ, ըստ էության, տեղը նույնը չէ, և կատարողականի ազդեցությունը մեծ է: Նկար 4-ը LM2575 անջատիչ սնուցման աղբյուրի PCB դիագրամն է: Եկեք տեսնենք, թե ինչն է սխալ սխալ դիագրամի հետ:

Նկար 4 LM2575 անջատիչ էլեկտրամատակարարման PCB սխեմա

Ինչո՞ւ ենք ուզում մանրամասն խոսել սխեմատիկ սկզբունքի մասին, քանի որ սխեման պարունակում է մեծ քանակությամբ տեղեկատվություն PCB-ի մասին, ինչպիսիք են բաղադրիչի միացման կետը, հանգույցի ցանցի ընթացիկ չափը և այլն, տե՛ս սխեման, PCB նախագծումը խնդիր չէ: LM7805 և LM2575 սխեմաները համապատասխանաբար ներկայացնում են գծային և անջատիչ էլեկտրամատակարարման տիպիկ սխեմաները: PCB-ներ պատրաստելիս այս երկու PCB սխեմաների դասավորությունը և միացումները ուղղակիորեն գծի վրա են, բայց արտադրանքները տարբեր են, և տպատախտակը տարբեր է, որը ճշգրտվում է իրական իրավիճակին համապատասխան:

Բոլոր փոփոխությունները անբաժանելի են, ուստի էլեկտրական սխեմայի սկզբունքը և տախտակի ձևը այդպես է, և յուրաքանչյուր էլեկտրոնային արտադրանք անբաժանելի է էլեկտրամատակարարումից և դրա սխեմայից, հետևաբար, սովորեք երկու սխեմաները, մյուսը նույնպես հասկացվում է: