Kako se problem prekidača napajanja može brzo identificirati?
Takozvano prekidačko napajanje odnosi se na napajanje koje koristi modernu elektronsku tehnologiju napajanja za kontrolu vremenskog omjera otvaranja cijevi prekidača i dijela cijevi kako bi se održao stabilan izlazni napon. Prekidačko napajanje se uglavnom sastoji od IC kontrole modulacije širine impulsa i MOSFET-a. Sa razvojem tehnologije energetske elektronike Razvoj i inovacije, stvaranje prekidačke tehnologije napajanja također je konstantno inovirano. 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.
Raspored prekidačkog napajanja
Prekidačko napajanje je vrsta napajanja koja koristi modernu elektronsku tehnologiju za kontrolu vremenskog omjera uključivanja i isključivanja kako bi se održao stabilan izlazni napon. Prekidačko napajanje se uglavnom sastoji od modulacije širine impulsa (PWM) upravljačkog IC-a i MOSFET-a.
Raspored je veoma važan pri projektovanju visokofrekventnih prekidačkih izvora napajanja. Dobar raspored može riješiti mnoge probleme s ovom vrstom napajanja. Problemi zbog rasporeda obično se manifestuju pri velikim strujama i 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 razlikama ulaznog/izlaznog napona, dodatni šum na izlaznim i početnim valnim oblicima i nestabilnost. Takvi se problemi mogu minimizirati primjenom nekoliko jednostavnih principa u nastavku.
induktor
Prekidački izvori napajanja koriste induktore niske EMI (elektromagnetne interferencije) sa zatvorenim feritnim jezgrama. Kao što su okrugla ili zatvorena E-jezgra. Otvorena jezgra se također mogu koristiti ako imaju niže EMI karakteristike i ako se nalaze dalje od žica i komponenti male snage. Ako koristite otvoreno jezgro, također je dobra ideja da polovi jezgre budu okomiti na PCB. Jezgra šipke (štapna jezgra) se obično koriste za uklanjanje većine neželjene buke.
povratne informacije
Pokušajte držati povratnu petlju dalje od induktora i izvora buke. Također napravite liniju povratne informacije što je moguće ravnijom i debljom. Ponekad postoji kompromis između ova dva pristupa, ali držanje povratne linije dalje od EMI induktora i drugih izvora buke je kritičnije od njih. Postavite liniju povratne sprege na stranu suprotnu induktoru na PCB-u i odvojite je uzemljenjem u sredini.
filter kondenzator
Kada koristite mali keramički ulazni filter kondenzator, treba ga postaviti što bliže VIN pinu IC-a. Ovo će ukloniti što je više moguće efekta induktivnosti linije, dajući unutrašnjim IC linijama čistiji izvor napona. Neki dizajni prekidačkih izvora napajanja zahtevaju upotrebu kondenzatora za napredovanje koji je povezan sa izlaza na pin povratne sprege, obično iz razloga stabilnosti. U ovom slučaju, također treba biti smješten što bliže IC-u. Upotreba kondenzatora za površinsku montažu takođe smanjuje dužinu izvoda, čime se smanjuje šum u efektivnoj anteni (efektivna antena) uzrokovan komponentama kroz rupe.
nadoknaditi
Ako su vanjske kompenzacijske komponente potrebne za stabilnost, one bi također trebale biti postavljene što bliže IC-u. Komponente za površinsku montažu se također preporučuju ovdje iz istih razloga o kojima se raspravlja za filter kondenzatore. Ove komponente također ne bi trebale biti previše blizu induktora.
Tragovi i prizemne ravni
Neka svi tragovi snage (visoke struje) budu što kraći, ravni i deblji. Na standardnom PCB-u, najbolje je imati apsolutnu minimalnu širinu od 15 mil (0.381 mm) po amperu. Induktor, izlazni kondenzator i izlazna dioda trebaju biti što bliže jedan drugome. Ovo može pomoći u smanjenju EMI uzrokovanih tragovima prekidačkog napajanja kada kroz njih teku velike struje prebacivanja. Ovo također smanjuje induktivnost i otpor elektrode, što smanjuje šiljke buke, zvonjave i otporne gubitke, što može stvoriti greške napona. Uzemljenje IC-a, ulazni kondenzator, izlazni kondenzator i izlazna dioda (ako postoje) svi bi trebali biti povezani direktno na jednu uzemljenje. Najbolje je imati uzemljenje na obje strane PCB-a. Ovo smanjuje greške u petlji uzemljenja i apsorbuje više EMI-a koje generiše induktor, čime se smanjuje šum. Za višeslojne ploče sa više od dva sloja, ravnina uzemljenja se može koristiti za odvajanje ravni napajanja (oblast u kojoj se nalaze tragovi napajanja i komponente) i ravni signala (oblast u kojoj se nalaze komponente povratne sprege i kompenzacije) radi poboljšanja performansi. Na višeslojnim pločama, vias su potrebni za povezivanje tragova sa različitim ravnima. Ako trag treba da prenosi veliku struju s jedne strane na drugu, dobra je praksa koristiti jedan standardni preko na 200mA struje.
Rasporedite komponente tako da se početne strujne petlje rotiraju u istom smjeru. Postoje dva stanja napajanja ovisno o tome kako radi regulator glave. Jedno stanje je kada je otvor zatvoren, a drugo stanje je kada je otvor otvoren. Tokom svakog stanja, strujna petlja se kreira od strane uređaja za napajanje koji je trenutno uključen. Uređaji za napajanje su raspoređeni tako da strujna petlja vodi u istom smjeru za vrijeme svakog stanja. Ovo sprečava preokret magnetnog polja u tragovima između dva poluprstena i smanjuje EMI emisije.
hlađenje
Kada koristite IC-ove za površinsku montažu ili eksterne prekidače za napajanje, PCB se često može koristiti kao hladnjak. Ovo je korištenje površine presvučene bakrom na PCB-u kako bi se pomoglo uređaju da rasprši toplinu. Pogledajte priručnik za određeni uređaj za informacije o korištenju toplinske disipacije PCB-a. Ovo obično može spasiti rashladni uređaj koji se dodaje prekidačkim napajanjem.
