Perchè amparà a cuncepzione di circuiti di putenza
U circuitu di alimentazione hè una parte impurtante di un pruduttu elettronicu, u disignu di u circuitu di alimentazione hè direttamente ligatu à e prestazioni di u pruduttu.
Classificazione di i circuiti di alimentazione
I circuiti di putenza di i nostri prudutti elettronichi includenu principalmente alimentatori lineari è alimentatori di commutazione d'alta frequenza. In teoria, l'alimentatore lineare hè quanta corrente hà bisognu l'utente, l'input furnisce quanta corrente; L'alimentatore di commutazione hè quanta putenza hà bisognu l'utente è quanta putenza hè furnita à l'estremità d'input.
Schema di u circuitu di alimentazione lineare
I dispusitivi di putenza lineari funzionanu in un statu lineare, cum'è i nostri chip regulatori di tensione cumunimenti usati LM7805, LM317, SPX1117 è cusì. A Figura 1 quì sottu hè u diagramma schematicu di u circuitu di alimentazione regulatu LM7805.
Figura 1 Schema di l'alimentazione lineare
Si pò vede da a figura chì l'alimentatore lineare hè cumpostu da cumpunenti funziunali cum'è a rettificazione, u filtraggio, a regulazione di a tensione è l'accumulazione d'energia. À u listessu tempu, l'alimentatore lineare generale hè un alimentatore di regulazione di tensione in serie, a corrente di uscita hè uguale à a corrente d'entrata, I1 = I2 + I3, I3 hè l'estremità di riferimentu, a corrente hè assai chjuca, dunque I1 ≈ I3. Perchè vulemu parlà di a corrente, perchè in u disignu di u PCB, a larghezza di ogni linea ùn hè micca impostata à casu, deve esse determinata secondu a dimensione di a corrente trà i nodi in u schema. A dimensione di a corrente è u flussu di corrente devenu esse chjari per fà chì a scheda sia ghjusta.
Schema di PCB di alimentazione lineare
Quandu si cuncepisce u PCB, a dispusizione di i cumpunenti deve esse cumpatta, tutte e cunnessione devenu esse u più corte pussibule, è i cumpunenti è e linee devenu esse disposti secondu a relazione funziunale di i cumpunenti schematichi. Stu schema di alimentazione hè a prima rettificazione, è dopu u filtraggio, u filtraggio hè a regulazione di a tensione, a regulazione di a tensione hè u condensatore di almacenamiento di energia, dopu avè passatu per u condensatore à u circuitu seguente.
A figura 2 hè u diagrama PCB di u schema sopra, è i dui diagrammi sò simili. L'imagine di manca è l'imagine di diritta sò un pocu sfarenti, l'alimentazione in l'imagine di manca hè direttamente à u pede d'entrata di u chip di regulatore di tensione dopu a rettificazione, è dopu u condensatore di regulatore di tensione, induve l'effettu di filtrazione di u condensatore hè assai peghju, è ancu l'uscita hè problematica. L'imagine di diritta hè una bona. Ùn duvemu micca solu cunsiderà u flussu di u prublema di l'alimentazione pusitiva, ma duvemu ancu cunsiderà u prublema di u refluxu, in generale, a linea di putenza pusitiva è a linea di refluxu di terra devenu esse u più vicinu pussibule l'una à l'altra.
Figura 2 Schema PCB di l'alimentazione lineare
Quandu si cuncepisce u PCB di l'alimentazione lineare, duvemu ancu fà attenzione à u prublema di dissipazione di u calore di u chip di regulatore di putenza di l'alimentazione lineare, cumu vene u calore, se a parte anteriore di u chip di regulatore di tensione hè 10V, l'estremità di uscita hè 5V, è a corrente di uscita hè 500mA, allora ci hè una caduta di tensione di 5V nantu à u chip di regulatore, è u calore generatu hè 2,5W; Se a tensione d'entrata hè 15V, a caduta di tensione hè 10V, è u calore generatu hè 5W, dunque, avemu bisognu di mette da parte abbastanza spaziu di dissipazione di u calore o un dissipatore di calore ragiunevule secondu a putenza di dissipazione di u calore. L'alimentazione lineare hè generalmente aduprata in situazioni induve a differenza di pressione hè relativamente chjuca è a corrente hè relativamente chjuca, altrimenti, per piacè aduprate u circuitu di alimentazione à commutazione.
Esempiu di schema di circuitu di alimentazione à commutazione d'alta frequenza
L'alimentazione à commutazione hè di utilizà u circuitu per cuntrullà u tubu di commutazione per l'accensione è l'interruzione à alta velocità, generà una forma d'onda PWM, attraversu l'induttore è u diodu di corrente cuntinua, l'usu di a cunversione elettromagnetica di u modu per regulà a tensione. Alimentazione à commutazione, alta efficienza, bassa temperatura, generalmente usemu u circuitu: LM2575, MC34063, SP6659 è cusì. In teoria, l'alimentazione à commutazione hè uguale à e duie estremità di u circuitu, a tensione hè inversamente proporzionale, è a corrente hè inversamente proporzionale.
Figura 3 Schema di u circuitu di alimentazione à commutazione LM2575
Schema PCB di l'alimentazione di commutazione
Quandu si cuncepisce u PCB di l'alimentatore di commutazione, hè necessariu fà attenzione à: u puntu d'entrata di a linea di feedback è u diodu di corrente cuntinua sò per i quali hè data a corrente cuntinua. Cum'è si pò vede da a Figura 3, quandu U1 hè accesu, a corrente I2 entra in l'induttore L1. A caratteristica di l'induttore hè chì quandu a corrente scorre per l'induttore, ùn pò esse generata di colpu, nè pò sparisce di colpu. U cambiamentu di corrente in l'induttore hà un prucessu di tempu. Sottu l'azione di a corrente pulsata I2 chì scorre per l'induttanza, una parte di l'energia elettrica hè cunvertita in energia magnetica, è a corrente aumenta gradualmente, à un certu tempu, u circuitu di cuntrollu U1 spegne I2, per via di e caratteristiche di l'induttanza, a corrente ùn pò sparisce di colpu, in questu mumentu u diodu funziona, piglia a corrente I2, dunque hè chjamatu diodu di corrente cuntinua, si pò vede chì u diodu di corrente cuntinua hè adupratu per l'induttanza. A currente cuntinua I3 parte da l'estremità negativa di C3 è scorre in l'estremità positiva di C3 attraversu D1 è L1, ciò chì hè equivalente à una pompa, aduprendu l'energia di l'induttore per aumentà a tensione di u condensatore C3. Ci hè ancu u prublema di u puntu d'entrata di a linea di feedback di rilevazione di tensione, chì deve esse rimandata à u locu dopu u filtraggio, altrimenti l'ondulazione di tensione di uscita serà più grande. Quessi dui punti sò spessu ignorati da parechji di i nostri cuncettori di PCB, pensendu chì a listessa rete ùn hè micca listessa quì, in realtà, u locu ùn hè micca listessu, è l'impattu nantu à e prestazioni hè grande. A Figura 4 hè u diagrama PCB di l'alimentatore à commutazione LM2575. Videmu ciò chì hè sbagliatu cù u diagrama sbagliatu.
Figura 4 Schema PCB di l'alimentatore di commutazione LM2575
Perchè vulemu parlà di u principiu schematicu in dettagliu, perchè u schema cuntene assai informazioni PCB, cum'è u puntu d'accessu di u pin di u cumpunente, a dimensione attuale di a rete di nodi, ecc., vede u schema, u disignu PCB ùn hè micca un prublema. I circuiti LM7805 è LM2575 rapprisentanu u circuitu di layout tipicu di l'alimentazione lineare è di l'alimentazione à commutazione, rispettivamente. Quandu si facenu PCBS, u layout è u cablaggio di sti dui diagrammi PCB sò direttamente nantu à a linea, ma i prudutti sò diffirenti è a scheda di circuitu hè diversa, chì hè aghjustata secondu a situazione attuale.
Tutti i cambiamenti sò inseparabili, dunque u principiu di u circuitu di putenza è u modu in cui a scheda hè cusì, è ogni pruduttu elettronicu hè inseparabile da l'alimentazione è u so circuitu, dunque, amparate i dui circuiti, l'altru hè ancu capitu.
Data di publicazione: 08 lugliu 2023
