Pse të mësoni projektimin e qarkut të energjisë
Qarku i furnizimit me energji është një pjesë e rëndësishme e një produkti elektronik, dizajni i qarkut të furnizimit me energji lidhet drejtpërdrejt me performancën e produktit.
Klasifikimi i qarqeve të furnizimit me energji
Qarqet e energjisë të produkteve tona elektronike përfshijnë kryesisht furnizime lineare me energji dhe furnizime me energji komutuese me frekuencë të lartë. Në teori, furnizimi linear me energji përcakton se sa rrymë i duhet përdoruesit, sa rrymë do të ofrojë hyrja; Furnizimi me energji komutuese përcakton se sa energji i nevojitet përdoruesit dhe sa energji ofrohet në skajin e hyrjes.
Diagrami skematik i qarkut linear të furnizimit me energji
Pajisjet lineare të energjisë funksionojnë në një gjendje lineare, siç janë çipat tanë të rregullatorit të tensionit që përdoren zakonisht LM7805, LM317, SPX1117 etj. Figura 1 më poshtë është diagrama skematike e qarkut të furnizimit me energji të rregulluar LM7805.
Figura 1 Diagrami skematik i furnizimit me energji lineare
Nga figura mund të shihet se furnizimi linear i energjisë përbëhet nga komponentë funksionalë si korrigjimi, filtrimi, rregullimi i tensionit dhe ruajtja e energjisë. Në të njëjtën kohë, furnizimi linear i energjisë në përgjithësi është një furnizim me energji me rregullim të tensionit në seri, rryma e daljes është e barabartë me rrymën e hyrjes, I1=I2+I3, I3 është skaji i referencës, rryma është shumë e vogël, kështu që I1≈I3. Pse duam të flasim për rrymën, sepse në dizajnin e PCB-së, gjerësia e secilës linjë nuk vendoset rastësisht, duhet të përcaktohet sipas madhësisë së rrymës midis nyjeve në skemë. Madhësia e rrymës dhe rrjedha e rrymës duhet të jenë të qarta për ta bërë tabelën tamam siç duhet.
Diagrami i PCB-së së furnizimit me energji lineare
Gjatë projektimit të PCB-së, paraqitja e komponentëve duhet të jetë kompakte, të gjitha lidhjet duhet të jenë sa më të shkurtra të jetë e mundur, dhe komponentët dhe linjat duhet të vendosen sipas marrëdhënies funksionale të komponentëve skematikë. Ky diagram i furnizimit me energji është korrigjimi i parë, dhe pastaj filtrimi, filtrimi është rregullimi i tensionit, rregullimi i tensionit është kondensatori i ruajtjes së energjisë, pasi rrjedh përmes kondensatorit në qarkun vijues të energjisë elektrike.
Figura 2 është diagrama e PCB-së e diagramit skematik të mësipërm, dhe të dy diagramet janë të ngjashme. Figura e majtë dhe figura e djathtë janë paksa të ndryshme, furnizimi me energji në figurën e majtë është direkt në këmbën hyrëse të çipit të rregullatorit të tensionit pas korrigjimit, dhe pastaj në kondensatorin e rregullatorit të tensionit, ku efekti filtrues i kondensatorit është shumë më i keq, dhe dalja është gjithashtu problematike. Figura në të djathtë është e mirë. Ne nuk duhet të marrim në konsideratë vetëm problemin e rrjedhës së furnizimit me energji pozitive, por duhet të marrim në konsideratë edhe problemin e rrjedhës së kundërt, në përgjithësi, linja pozitive e energjisë dhe linja e rrjedhës së kundërt tokësore duhet të jenë sa më afër njëra-tjetrës të jetë e mundur.
Figura 2 Diagrama e PCB-së e furnizimit me energji lineare
Gjatë projektimit të PCB-së së furnizimit me energji lineare, duhet t'i kushtojmë vëmendje edhe problemit të shpërndarjes së nxehtësisë së çipit të rregullatorit të energjisë të furnizimit me energji lineare, si vjen nxehtësia, nëse pjesa e përparme e çipit të rregullatorit të tensionit është 10V, fundi i daljes është 5V dhe rryma e daljes është 500mA, atëherë ka një rënie tensioni prej 5V në çipin e rregullatorit dhe nxehtësia e gjeneruar është 2.5W; Nëse tensioni i hyrjes është 15V, rënia e tensionit është 10V dhe nxehtësia e gjeneruar është 5W, prandaj, duhet të lëmë mënjanë hapësirë të mjaftueshme për shpërndarjen e nxehtësisë ose një radiator të arsyeshëm sipas fuqisë së shpërndarjes së nxehtësisë. Furnizimi me energji lineare përdoret përgjithësisht në situata ku ndryshimi i presionit është relativisht i vogël dhe rryma është relativisht e vogël, përndryshe, ju lutemi përdorni qarkun e furnizimit me energji komutuese.
Shembull skematik i qarkut të furnizimit me energji komutuese me frekuencë të lartë
Furnizimi me energji komutuese është përdorimi i qarkut për të kontrolluar tubin komutues për ndezje-fikje dhe ndërprerje me shpejtësi të lartë, për të gjeneruar formë vale PWM, përmes induktorit dhe diodës së rrymës së vazhdueshme, përdorimi i konvertimit elektromagnetik për të rregulluar tensionin. Furnizimi me energji komutuese, efikasitet i lartë, nxehtësi e ulët, ne përgjithësisht përdorim qarkun: LM2575, MC34063, SP6659 etj. Në teori, furnizimi me energji komutuese është i barabartë në të dy skajet e qarkut, tensioni është në përpjesëtim të zhdrejtë dhe rryma është në përpjesëtim të zhdrejtë.
Figura 3 Diagrami skematik i qarkut të furnizimit me energji komutuese LM2575
Diagrami i PCB-së së furnizimit me energji komutuese
Gjatë projektimit të PCB-së së furnizimit me energji komutuese, është e nevojshme t'i kushtohet vëmendje: pikës hyrëse të linjës së reagimit dhe diodës së rrymës së vazhdueshme janë ato për të cilat jepet rryma e vazhdueshme. Siç mund të shihet nga Figura 3, kur U1 ndizet, rryma I2 hyn në induktorin L1. Karakteristika e induktorit është se kur rryma rrjedh nëpër induktor, ajo nuk mund të gjenerohet papritur, as nuk mund të zhduket papritur. Ndryshimi i rrymës në induktor ka një proces kohor. Nën veprimin e rrymës së pulsuar I2 që rrjedh nëpër induktancë, një pjesë e energjisë elektrike shndërrohet në energji magnetike, dhe rryma rritet gradualisht, në një kohë të caktuar, qarku i kontrollit U1 e fik I2, për shkak të karakteristikave të induktancës, rryma nuk mund të zhduket papritur, në këtë kohë dioda punon, ajo merr përsipër rrymën I2, kështu që quhet diodë e rrymës së vazhdueshme, mund të shihet se dioda e rrymës së vazhdueshme përdoret për induktancën. Rryma e vazhdueshme I3 fillon nga skaji negativ i C3 dhe rrjedh në skajin pozitiv të C3 përmes D1 dhe L1, që është ekuivalente me një pompë, duke përdorur energjinë e induktorit për të rritur tensionin e kondensatorit C3. Ekziston gjithashtu problemi i pikës hyrëse të linjës së reagimit të zbulimit të tensionit, e cila duhet të kthehet përsëri në vendin pas filtrimit, përndryshe valëzimi i tensionit të daljes do të jetë më i madh. Këto dy pika shpesh injorohen nga shumë prej projektuesve tanë të PCB-ve, duke menduar se i njëjti rrjet nuk është i njëjtë atje, në fakt, vendi nuk është i njëjtë, dhe ndikimi në performancë është i madh. Figura 4 është diagrama e PCB-së e furnizimit me energji komutuese LM2575. Le të shohim se çfarë është e gabuar me diagramin e gabuar.
Figura 4 Diagrama e PCB-së së furnizimit me energji komutuese LM2575
Pse duam të flasim në detaje për parimin e skemës, sepse skema përmban shumë informacione të PCB-së, siç është pika e aksesit të kunjit të komponentit, madhësia aktuale e rrjetit të nyjeve, etj., shih skemën, dizajni i PCB-së nuk është problem. Qarqet LM7805 dhe LM2575 përfaqësojnë përkatësisht qarkun tipik të paraqitjes së furnizimit me energji lineare dhe furnizimit me energji komutuese. Kur prodhohen PCB-të, paraqitja dhe instalimet elektrike të këtyre dy diagrameve të PCB-së janë direkt në linjë, por produktet janë të ndryshme dhe pllaka e qarkut është e ndryshme, e cila rregullohet sipas situatës aktuale.
Të gjitha ndryshimet janë të pandashme, kështu që parimi i qarkut të energjisë dhe mënyra e funksionimit të bordit është kështu, dhe çdo produkt elektronik është i pandashëm nga furnizimi me energji dhe qarku i tij, prandaj, mësoni dy qarqet, tjetri kuptohet gjithashtu.
Koha e postimit: 08 korrik 2023
