რატომ უნდა ვისწავლოთ დენის წრედის დიზაინი?
ელექტრომომარაგების წრე ელექტრონული პროდუქტის მნიშვნელოვანი ნაწილია, ელექტრომომარაგების წრედის დიზაინი პირდაპირ კავშირშია პროდუქტის მუშაობასთან.
ელექტრომომარაგების სქემების კლასიფიკაცია
ჩვენი ელექტრონული პროდუქტების კვების სქემები ძირითადად მოიცავს ხაზოვან და მაღალი სიხშირის გადართვის კვების წყაროებს. თეორიულად, ხაზოვანი კვების წყარო განსაზღვრავს მომხმარებლისთვის საჭირო დენის რაოდენობას, შემავალი ძაბრი უზრუნველყოფს დენს; გადართვის კვების წყარო განსაზღვრავს მომხმარებლისთვის საჭირო სიმძლავრეს და შემავალი ბოლოდან მოწოდებულ სიმძლავრეს.
ხაზოვანი ელექტრომომარაგების სქემის სქემატური დიაგრამა
ხაზოვანი კვების მოწყობილობები მუშაობენ ხაზოვან მდგომარეობაში, როგორიცაა ჩვენი ხშირად გამოყენებული ძაბვის რეგულატორის ჩიპები LM7805, LM317, SPX1117 და ა.შ. ქვემოთ მოცემული სურათი 1 წარმოადგენს LM7805 რეგულირებადი კვების წყაროს სქემის სქემატურ დიაგრამას.
სურათი 1. ხაზოვანი ელექტრომომარაგების სქემატური დიაგრამა
ნახაზიდან ჩანს, რომ ხაზოვანი კვების წყარო შედგება ფუნქციური კომპონენტებისგან, როგორიცაა გასწორება, ფილტრაცია, ძაბვის რეგულირება და ენერგიის შენახვა. ამავდროულად, ზოგადი ხაზოვანი კვების წყარო არის ძაბვის რეგულირების სერიული კვების წყარო, გამომავალი დენი უდრის შემავალ დენს, I1=I2+I3, I3 არის საცნობარო ბოლო, დენი ძალიან მცირეა, ამიტომ I1≈I3. რატომ გვინდა დენზე საუბარი, რადგან დაბეჭდილი დაფის დიზაინში თითოეული ხაზის სიგანე შემთხვევით არ არის დაყენებული, ის უნდა განისაზღვროს სქემაში კვანძებს შორის დენის სიდიდის მიხედვით. დენის სიდიდე და დენის ნაკადი უნდა იყოს მკაფიო, რათა დაფა ზუსტად ისე იყოს მოწყობილი.
ხაზოვანი კვების წყაროს PCB დიაგრამა
დაბეჭდილი დაფის დიზაინის შექმნისას, კომპონენტების განლაგება უნდა იყოს კომპაქტური, ყველა შეერთება უნდა იყოს რაც შეიძლება მოკლე, ხოლო კომპონენტები და ხაზები უნდა იყოს განლაგებული სქემატური კომპონენტების ფუნქციური ურთიერთობის შესაბამისად. ეს კვების დიაგრამა არის პირველი გასწორება, შემდეგ ფილტრაცია, ფილტრაცია არის ძაბვის რეგულირება, ძაბვის რეგულირება არის ენერგიის დაგროვების კონდენსატორი, შემდეგ კი კონდენსატორის გავლით შემდეგ წრედში ელექტროენერგია მიედინება.
სურათი 2 წარმოადგენს ზემოთ მოცემული სქემატური დიაგრამის PCB დიაგრამას და ორივე დიაგრამა მსგავსია. მარცხენა და მარჯვენა სურათები ოდნავ განსხვავებულია, მარცხენა სურათზე გამოსახული კვების წყარო პირდაპირ ძაბვის რეგულატორის ჩიპის შემავალ ფეხთანაა დაკავშირებული გასწორების შემდეგ, შემდეგ კი ძაბვის რეგულატორის კონდენსატორთან, სადაც კონდენსატორის ფილტრაციის ეფექტი გაცილებით უარესია და გამომავალი სიგნალიც პრობლემურია. მარჯვენა სურათი კარგია. ჩვენ უნდა განვიხილოთ არა მხოლოდ დადებითი კვების წყაროს ნაკადის პრობლემა, არამედ უკუდინების პრობლემაც, ზოგადად, დადებითი დენის ხაზი და მიწის უკუდინების ხაზი ერთმანეთთან რაც შეიძლება ახლოს უნდა იყოს.
სურათი 2 ხაზოვანი კვების წყაროს PCB დიაგრამა
ხაზოვანი კვების წყაროს PCB-ს დიზაინის შექმნისას, ყურადღება უნდა მივაქციოთ ხაზოვანი კვების წყაროს კვების რეგულატორის ჩიპის სითბოს გაფრქვევის პრობლემას, სითბოს გადაცემის წესს. თუ ძაბვის რეგულატორის ჩიპის წინა მხარეა 10 ვოლტი, გამომავალი მხარე 5 ვოლტი, ხოლო გამომავალი დენი 500 მA, მაშინ რეგულატორის ჩიპზე ძაბვის ვარდნა 5 ვოლტია და გენერირებული სითბო 2.5 ვატია; თუ შემავალი ძაბვა 15 ვოლტია, ძაბვის ვარდნა 10 ვოლტია და გენერირებული სითბო 5 ვატია, ამიტომ, სითბოს გაფრქვევის სიმძლავრის შესაბამისად, საჭიროა გამოვყოთ საკმარისი სითბოს გაფრქვევის ადგილი ან გონივრული რადიატორი. ხაზოვანი კვების წყარო, როგორც წესი, გამოიყენება იმ სიტუაციებში, როდესაც წნევის სხვაობა შედარებით მცირეა და დენი შედარებით მცირეა, წინააღმდეგ შემთხვევაში, გთხოვთ, გამოიყენოთ გადართვის კვების წყაროს სქემა.
მაღალი სიხშირის გადართვის დენის წყაროს სქემის მაგალითი
გადართვის დენის წყარო გულისხმობს გადართვის მილის მაღალსიჩქარიანი ჩართვისა და გამორთვისთვის წრედის გამოყენებას, PWM ტალღის ფორმის გენერირებას, ინდუქტორისა და უწყვეტი დენის დიოდის მეშვეობით, ელექტრომაგნიტური გარდაქმნის გამოყენებით ძაბვის რეგულირების გზას. გადართვის დენის წყარო, მაღალი ეფექტურობით, დაბალი სიცხით, ჩვენ ზოგადად ვიყენებთ წრედს: LM2575, MC34063, SP6659 და ა.შ. თეორიულად, გადართვის დენის წყარო წრედის ორივე ბოლოში თანაბარია, ძაბვა უკუპროპორციულია და დენი უკუპროპორციულია.
სურათი 3 LM2575 გადართვის დენის წყაროს სქემის სქემატური დიაგრამა
გადართვის დენის წყაროს PCB დიაგრამა
გადართვის კვების წყაროს PCB დაფის დიზაინის შექმნისას აუცილებელია ყურადღება მიაქციოთ შემდეგს: უკუკავშირის ხაზის შეყვანის წერტილს და უწყვეტი დენის დიოდს, რომელთათვისაც მოცემულია უწყვეტი დენი. როგორც ნახაზი 3-დან ჩანს, როდესაც U1 ჩართულია, დენი I2 შედის ინდუქტორ L1-ში. ინდუქტორის მახასიათებელია ის, რომ როდესაც დენი გადის ინდუქტორში, ის არ შეიძლება მოულოდნელად გენერირდეს და არც უეცრად გაქრეს. ინდუქტორში დენის ცვლილებას აქვს დროითი პროცესი. ინდუქციაში გამავალი იმპულსური დენის I2 მოქმედებით, ელექტრული ენერგიის ნაწილი გარდაიქმნება მაგნიტურ ენერგიად და დენი თანდათან იზრდება, გარკვეულ დროს, მართვის წრე U1 თიშავს I2-ს, ინდუქციურობის მახასიათებლების გამო, დენი არ შეიძლება მოულოდნელად გაქრეს, ამ დროს დიოდი მუშაობს, ის იღებს I2 დენს, ამიტომ მას უწყვეტი დენის დიოდს უწოდებენ, ჩანს, რომ უწყვეტი დენის დიოდი გამოიყენება ინდუქციისთვის. უწყვეტი დენი I3 იწყება C3-ის უარყოფითი ბოლოდან და D1-ისა და L1-ის გავლით C3-ის დადებით ბოლოში ჩაედინება, რაც ეკვივალენტურია ტუმბოსა, რომელიც ინდუქტორის ენერგიას იყენებს კონდენსატორის C3 ძაბვის გასაზრდელად. ასევე არსებობს ძაბვის აღმოჩენის უკუკავშირის ხაზის შეყვანის წერტილის პრობლემა, რომელიც ფილტრაციის შემდეგ უნდა დაუბრუნდეს ადგილს, წინააღმდეგ შემთხვევაში გამომავალი ძაბვის ტალღა უფრო დიდი იქნება. ეს ორი წერტილი ხშირად იგნორირებულია ჩვენი PCB დიზაინერების მიერ, რადგან ფიქრობენ, რომ იქ ერთი და იგივე ქსელი არ არის იგივე, სინამდვილეში, ადგილი არ არის იგივე და მუშაობაზე გავლენა დიდია. სურათი 4 წარმოადგენს LM2575 გადართვის კვების წყაროს PCB დიაგრამას. ვნახოთ, რა არის არასწორი დიაგრამაში.
სურათი 4 LM2575 გადართვის კვების წყაროს PCB დიაგრამა
რატომ გვინდა სქემატურ პრინციპზე დეტალურად საუბარი, რადგან სქემა შეიცავს უამრავ ინფორმაციას PCB-ზე, როგორიცაა კომპონენტის პინის წვდომის წერტილი, კვანძის ქსელის მიმდინარე ზომა და ა.შ. იხილეთ სქემა, PCB დიზაინი პრობლემას არ წარმოადგენს. LM7805 და LM2575 სქემები შესაბამისად წარმოადგენს ხაზოვანი და გადართვის კვების წყაროს ტიპურ განლაგების სქემას. PCB-ების დამზადებისას, ამ ორი PCB დიაგრამის განლაგება და გაყვანილობა პირდაპირ ხაზზეა, მაგრამ პროდუქტები განსხვავებულია და მიკროსქემის დაფა განსხვავებულია, რაც რეგულირდება რეალური სიტუაციის მიხედვით.
ყველა ცვლილება განუყოფელია, ამიტომ კვების წრედის პრინციპი და დაფის გზა ასეა, და ყველა ელექტრონული პროდუქტი განუყოფელია კვების წყაროდან და მისი წრედიდან, ამიტომ, შეისწავლეთ ორი წრედი, მეორეც გასაგებია.
გამოქვეყნების დრო: 2023 წლის 4 ივლისი
