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电源模块如何进行pcb设计,把这两个电路图看懂了就行

发布时间:2023-07-13 08:03:52编辑:温柔的背包来源:

很多朋友对电源模块如何进行pcb设计,把这两个电路图看懂了就行不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

电源模块如何进行pcb设计,把这两个电路图看懂了就行

电源电路是电子产品的重要组成部分。电源电路的设计直接影响产品的性能。我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,线性电源意味着用户需要多少电流,输入端就会提供多少电流;开关电源就是用户需要多少功率,输入端提供多少功率。线性电源

线性电源的功率器件工作在线性状态,比如我们常用的稳压芯片LM 7805、 LM 317、 spx 117等。下图1是LM7805稳压电源电路的原理图。图1线性电源原理图

从图中可以看出,线性电源由整流、滤波、稳压、储能等功能部件组成。同时,常用的线性电源是串联稳压电源,输出电流等于输入电流,I1=I2 I3,是参考端,电流很小,所以I1I3。为什么我们要谈论电流?原因是在设计PCB时,每条线的宽度不是任意设定的,而是根据原理图中元件节点间的电流来确定的(请查《PCB设计铜铂厚度、线宽和电流关系表》)。电流的大小和方向要明确,板子要恰到好处。

在PCB设计中,元件的布局要紧凑,所有的连接要尽可能短,元件和走线要按照原理图元件的功能关系来排列。在这个功率图中,经过整流、滤波、滤波后稳压,储能电容稳压后,功率流经电容后用于后面的电路。图2是上述原理图的PCB图,两图相似。

左图的接线和右图有点不一样。左图电源经过整流后直接到稳压芯片的输入引脚,然后是稳压电容,这里电容的滤波效果差很多,输出也有问题。右边的图片更好。不仅要考虑正电源的流向,还要考虑地回路。一般来说,正极供电线和接地回线应尽可能同时进出,并相互靠近。

图2线性电源的PCB图

在设计线性电源的PCB时,还要注意线性电源的功率调节芯片的散热问题,以及热量是怎么来的。如果稳压器芯片的前端电压为10V,输出端为5V,输出电流为500mA,稳压器芯片上会有5V的压降,产生的热量为2.5W:如果输入端电压为15V,压降为10V,则产生的热量为5W。所以要根据散热功率留出足够的散热空间或者合理的散热片。

线性电源一般用在电压差比较小,电流比较小的场合。否则,请切换到开关电源电路。

高频开关电源开关电源是通过电路控制开关管高速开通和关断,产生PWM波形,通过电感和续流二极管进行磁电转换来调节电压。开关电源具有大功率、高效率、低发热等优点。我们一般用的电路有LM 2575、 MC 34063、 SP 6659等等。开关电源理论上就是电路两端功率相等,电压成反比,电流成反比。图3 lm 2575开关电源电路原理图

设计开关电源的PCB时,要注意以下几点:反馈线的引入点,续流二极管是给谁用的。从图3可以看出,当U1导通时,电流I2进入电感L1。电感的特点是当电流在电感中流动时,不会突然产生或消失,电感中电流的变化有一个时间过程。

在流经电感的脉冲电流I2的作用下,一部分电能转化为磁能,电流逐渐增大。在某一时刻,控制电路U1关闭I2。由于电感的特性,电流不可能突然消失。此时二极管工作,它代替了电流I2,所以叫续流二极管。可以看出,续流二极管用于电感器。续流电流I3从C3的负端开始,通过D1和L1流入C3的正端。

还有电压检测反馈线的引入点,要经过滤波后反馈,否则输出电压纹波会更大。这两点往往被很多PCB设计师忽略,以为同一个网络在那里连接的方式不同,但实际上连接的地方不同,对性能影响很大。图4是LM2575开关电源的PCB图。我们来看看看错图有什么问题。

图4 lm 2575开关电源的PCB图。为什么要详细讲原理图的原理?因为原理图包含了很多关于画PCB的信息,比如元器件管脚的接入点,节点网络的电流等。如果看清楚原理图,PCB设计就不是问题了。LM7805和LM2575分别代表线性电源和开关电源的典型电路布局。做PCB的时候,直接按照这两张PCB图的布局布线就可以了,但是产品不一样,电路板也不一样,要根据实际情况调整。

一切都是一样的,所以电源电路的原理和布局都是一样的,每一个电子产品都离不开电源及其电路。所以,学完这两条电路,其他的就清楚了。

以上知识分享希望能够帮助到大家!