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电源模块的PCB规划

电源模块的PCB设计-线性电源功率器件工作在线性状态,如我们常用的稳压芯片LM7805、LM317、SPX1117等。下图一是LM7805稳压电源电路原理图。

  电源电路是一个电子产品的重要组成部分,电源电路规划的好坏,直接牵连产品功用的好坏。咱们电子产品的电源电路主要有线性电源和高频开关电源。从理论上讲,线性电源是用户需求多少电流,输入端就要供给多少电流;开关电源是用户需求多少功率,输入端就供给多少功率。

  线性电源

  线性电源功率器材作业在线性状况,如咱们常用的稳压芯片LM7805、LM317、SPX1117等。下图一是LM7805稳压电源电路原理图。

  

  图一 线性电源原理图

  从图上可知,线性电源有整流、滤波、稳压、储能等功用元件组成,一起,一般用的线性电源为串联稳压电源,输出电流等于输入电流,I1=I2+I3,I3是参阅端,电流很小,因而I1≈I3。咱们为什么要讲电流,是由于PCB规划时,每条线的宽度不是随意设的,是要依据原理图里元件节点间的电流巨细来确认的(请查《PCB规划铜铂厚度、线宽和电流联系表》)。电流巨细、电流流向要搞清楚,做板才适可而止。

  PCB规划时,元件的布局要紧凑,要让一切的连线尽或许短,要按原理图元件功用联系去布局元件与走线。本电源图里便是先整流、再滤波、滤波后才是稳压、稳压后才是储能电容、流经电容后才给后边的电路用电。图二是上面原理图的PCB图,两个图类似。左图和右图便是走线有点不相同,左图的电源经整流后直接就到了稳压芯片的输入脚了,然后才是稳压电容,这儿电容所起的滤波效果就差了许多,输出也有问题。右图便是比较好的图了。咱们不只要考虑正电源的流向问题,还必须考虑地回流问题,一般来说,正电源线和地回流线要尽或许同进同出,互相离近点。

  

  图二 线性电源PCB图

  规划线性电源PCB时还应留意,线性电源的功率稳压芯片的散热问题,热量是怎样来的,若稳压芯片前端电压是10V,输出端是5V,输出电流为500mA,那在稳压芯片上就有5V的电压降,发生的热量就为2.5W;假如输入端电压是15V,电压降便是10V,发生的热量就为5W,因而,咱们布板是要依据散热功率来留出满足的散热空间或合理的散热片。线性电源一般用在压差比较小,电流比较小的场合,否则,请改用开关电源电路。

  高频开关电源

  开关电源便是用通过电路操控开关管进行高速的导通与截止,发生PWM波形,通过电感和续流二极管,使用电磁电转化的方法调压。开关电源功率大、效率高、发热小,咱们一般用的电路有:LM2575、MC34063、SP6659等。开关电源理论上是电路两头功率持平,电压成反比,电流成反比。

  

  图三 LM2575开关电源电路原理图

  开关电源PCB规划时,需求留意的当地是:反应线的引进点、续流二极管是给谁续流。从图三能够看出,U1导通时,电流I2进入电感L1,电感的特性是电流在电感里流过期不能忽然发生,也不能忽然消失,电流在电感里的改变时有一个时间进程的。在脉冲电流I2流过电感的效果下,有部分电能转化成磁能,电流逐步增大,到必定时分,操控电路U1关断了I2,由于电感的特性,电流不能忽然消失,这时分二极管起效果了,它顶替电流I2,所以叫续流二极管,能够看出,续流二极管是给电感用的,续流的电流I3是从C3的负端动身,经D1,L1后流入C3的正端,这儿就相当于抽水机,使用电感的能量,把%&&&&&%C3的电压提高了。还有便是电压检测的反应线引进点问题,应该是通过滤波后的当地反应回去,否则会使输出的电压纹波更大。这两点是咱们许多PCB规划人员常常忽视的当地,认为同一个网络,接在那儿不是相同,其实接的当地不相同,功用影响是很大的。图四是LM2575开关电源PCB图,咱们看看错的那幅图是哪里错了。

  

  图四 LM2575开关电源PCB图

  咱们为什么要具体讲原理图原理,由于原理图里包含了许多画PCB的信息,如元件引脚的接入点,节点网络的电流巨细等,看清楚了原理图,PCB规划就不成问题了。LM7805和LM2575电路别离代表了线性电源和开关电源的典型布板电路,做PCB时,直接按这两种PCB图布局与布线就行,仅仅产品不同,电路板也不同,依据实际情况调整。

  万变不离其宗,所以的电源电路的原理及布板方法都是如此,而每个电子产品都离不开电源及其电路,因而,学通了这两个电路,其它的也了然于胸了。

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