Kako se problem s prekidačem napajanja može brzo identificirati?
Takozvano prekidačko napajanje odnosi se na napajanje koje koristi modernu elektroničku tehnologiju napajanja za kontrolu vremenskog omjera otvaranja prekidačke cijevi i dijela cijevi kako bi se održao stabilan izlazni napon. Preklopno napajanje općenito se sastoji od IC za kontrolu modulacije širine impulsa i MOSFET-a. S razvojem tehnologije energetske elektronike, razvojem i inovacijama, izrada sklopne tehnologije napajanja također se neprestano inovira. Zatim ću uvesti neke mjere predostrožnosti u procesu projektiranja prekidačkog napajanja, a također ću predstaviti kako brzo otkriti problem prekidačkog napajanja kada postoji problem s prekidačkim napajanjem.
Izgled sklopnog napajanja
Preklopno napajanje je vrsta napajanja koje koristi modernu tehnologiju energetske elektroničke kontrole vremenskog omjera uključivanja i isključivanja kako bi se održao stabilan izlazni napon. Preklopno napajanje općenito se sastoji od IC-a za upravljanje modulacijom širine impulsa (PWM) i MOSFET-a.
Raspored je vrlo važan pri projektiranju visokofrekventnih prekidačkih izvora napajanja. Dobar raspored može riješiti mnoge probleme s ovom vrstom napajanja. Problemi zbog rasporeda obično se manifestiraju pri velikim strujama, a izraženiji su pri velikim razlikama napona između ulaznog i izlaznog napona. Neki od glavnih problema su smanjena regulacija pri velikim izlaznim strujama i/ili velikim ulazno/izlaznim razlikama napona, dodatni šum na izlazu i početnim valnim oblicima i nestabilnost. Takvi se problemi mogu svesti na minimum primjenom nekoliko jednostavnih načela u nastavku.
induktor
Preklopni izvori napajanja koriste induktore s niskim EMI-jem (elektromagnetske smetnje) sa zatvorenim feritnim jezgrama. Kao što su okrugle ili zatvorene E-jezgre. Otvorene jezgre također se mogu koristiti ako imaju niže EMI karakteristike i nalaze se dalje od žica i komponenti male snage. Ako koristite otvorenu jezgru, također je dobra ideja da polovi jezgre budu okomiti na PCB. Jezgre šipki (stick jezgre) obično se koriste za uklanjanje većine neželjene buke.
povratna informacija
Pokušajte držati povratnu petlju dalje od induktora i izvora buke. Također neka povratna linija bude što ravnija i deblja. Ponekad postoji kompromis između ova dva pristupa, ali držanje povratne linije dalje od EMI-ja induktora i drugih izvora šuma je kritičnije od ova dva pristupa. Postavite povratnu liniju na stranu suprotnu od induktora na tiskanoj ploči i odvojite je s ravninom uzemljenja u sredini.
filterski kondenzator
Kada koristite mali kondenzator keramičkog ulaznog filtera, treba ga postaviti što bliže VIN pinu IC-a. Ovo će ukloniti što je više moguće učinka induktivnosti linije, dajući unutarnjim IC vodovima čišći izvor napona. Neki dizajni prekidačkih izvora napajanja zahtijevaju korištenje kondenzatora za prijenos podataka spojenog s izlaza na povratni kontakt, obično iz razloga stabilnosti. U ovom slučaju, također bi trebao biti smješten što bliže IC. Korištenje kondenzatora za površinsku montažu također smanjuje duljinu vodiča, čime se smanjuje spajanje buke u efektivnu antenu (efektivna antena) uzrokovano komponentama s otvorom.
nadoknaditi
Ako su za stabilnost potrebne vanjske kompenzacijske komponente, one bi također trebale biti postavljene što bliže IC-u. Ovdje se također preporučuju komponente za površinsku montažu iz istih razloga kao i za filterske kondenzatore. Ove komponente također ne bi trebale biti preblizu induktora.
Tragovi i plohe
Neka svi tragovi snage (jake struje) budu što kraći, ravniji i deblji. Na standardnom PCB-u, najbolje je imati apsolutnu minimalnu širinu od 15mil (0.381mm) po amperu. Induktor, izlazni kondenzator i izlazna dioda trebaju biti što bliže jedan drugome. To može pomoći u smanjenju elektromagnetskih pomaka uzrokovanih prekidačkim strujnim krugovima napajanja kada kroz njih teku velike sklopne struje. Ovo također smanjuje induktivnost i otpornost elektroda, što smanjuje skokove buke, zvonjavu i otporne gubitke, koji mogu stvoriti pogreške napona. Uzemljenje IC-a, ulazni kondenzator, izlazni kondenzator i izlazna dioda (ako postoje) trebaju biti spojeni izravno na jednu ravninu uzemljenja. Najbolje je imati uzemljenu ravninu s obje strane PCB-a. Ovo smanjuje pogreške petlje uzemljenja i apsorbira više EMI-ja koje stvara induktor, čime se smanjuje šum. Za višeslojne ploče s više od dva sloja, ravnina uzemljenja može se koristiti za odvajanje ravnine napajanja (područje gdje se nalaze tragovi napajanja i komponente) i ravnine signala (područje gdje se nalaze komponente povratne sprege i kompenzacije) radi poboljšanja performansi. Na višeslojnim pločama, vias su potrebni za povezivanje tragova s različitim ravninama. Ako trasa treba provesti veliku struju s jedne strane na drugu, dobra je praksa koristiti jedan standardni provodnik na 200 mA struje.
Rasporedite komponente tako da se početne strujne petlje okreću u istom smjeru. Postoje dva stanja snage ovisno o tome kako regulator glave radi. Jedno stanje je kada je otvor zatvoren, a drugo stanje je kada je otvor otvoren. Tijekom svakog stanja, strujna petlja stvara uređaj za napajanje koji je trenutno uključen. Energetski uređaji su raspoređeni tako da strujna petlja vodi u istom smjeru tijekom svakog stanja. To sprječava preokrete magnetskog polja u tragovima između dva poluprstena i smanjuje EMI emisije.
hlađenje
Kada koristite IC sklopove za površinsku montažu ili vanjske sklopke za napajanje, PCB se često može koristiti kao hladnjak. Ovo je korištenje bakrene površine na tiskanoj ploči kako bi se pomoglo uređaju da rasipa toplinu. Pogledajte priručnik za određeni uređaj za informacije o korištenju rasipanja topline PCB-a. To obično može uštedjeti uređaj za hlađenje koji je dodao prekidački izvor napajanja.
