ഈ രണ്ട് സർക്യൂട്ടുകൾ പഠിക്കുക, പിസിബി ഡിസൈൻ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള കാര്യമല്ല!

എന്തിനാണ് പവർ സർക്യൂട്ട് ഡിസൈൻ പഠിക്കുന്നത്
പവർ സപ്ലൈ സർക്യൂട്ട് ഒരു ഇലക്ട്രോണിക് ഉൽപ്പന്നത്തിൻ്റെ ഒരു പ്രധാന ഭാഗമാണ്, വൈദ്യുതി വിതരണ സർക്യൂട്ടിൻ്റെ രൂപകൽപ്പന ഉൽപ്പന്നത്തിൻ്റെ പ്രകടനവുമായി നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

വൈദ്യുതി വിതരണ സർക്യൂട്ടുകളുടെ വർഗ്ഗീകരണം
ഞങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോണിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ പവർ സർക്യൂട്ടുകളിൽ പ്രധാനമായും ലീനിയർ പവർ സപ്ലൈകളും ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈകളും ഉൾപ്പെടുന്നു. സിദ്ധാന്തത്തിൽ, ലീനിയർ പവർ സപ്ലൈ എന്നത് ഉപയോക്താവിന് എത്ര കറൻ്റ് ആവശ്യമാണ്, ഇൻപുട്ട് എത്ര കറൻ്റ് നൽകും; പവർ സപ്ലൈ മാറുന്നത് ഉപയോക്താവിന് എത്ര പവർ ആവശ്യമാണ്, ഇൻപുട്ട് അറ്റത്ത് എത്ര പവർ നൽകുന്നു എന്നതാണ്.
ലീനിയർ പവർ സപ്ലൈ സർക്യൂട്ടിൻ്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം
നമ്മൾ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന വോൾട്ടേജ് റെഗുലേറ്റർ ചിപ്പുകൾ LM7805, LM317, SPX1117 എന്നിങ്ങനെയുള്ള ലീനിയർ അവസ്ഥയിലാണ് ലീനിയർ പവർ ഉപകരണങ്ങൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. LM7805 നിയന്ത്രിത പവർ സപ്ലൈ സർക്യൂട്ടിൻ്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം ചുവടെയുള്ള ചിത്രം 1 ആണ്.

ചിത്രം 1 ലീനിയർ പവർ സപ്ലൈയുടെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം
ലീനിയർ പവർ സപ്ലൈയിൽ റെക്റ്റിഫിക്കേഷൻ, ഫിൽട്ടറിംഗ്, വോൾട്ടേജ് റെഗുലേഷൻ, എനർജി സ്റ്റോറേജ് തുടങ്ങിയ പ്രവർത്തന ഘടകങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നതായി ചിത്രത്തിൽ നിന്ന് മനസ്സിലാക്കാം. അതേ സമയം, ജനറൽ ലീനിയർ പവർ സപ്ലൈ ഒരു സീരീസ് വോൾട്ടേജ് റെഗുലേഷൻ പവർ സപ്ലൈ ആണ്, ഔട്ട്പുട്ട് കറൻ്റ് ഇൻപുട്ട് കറൻ്റിന് തുല്യമാണ്, I1=I2+I3, I3 റഫറൻസ് എൻഡ് ആണ്, കറൻ്റ് വളരെ ചെറുതാണ്, അതിനാൽ I1≈I3 . എന്തുകൊണ്ടാണ് നമ്മൾ കറൻ്റിനെക്കുറിച്ച് സംസാരിക്കാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നത്, കാരണം പിസിബി ഡിസൈൻ, ഓരോ വരിയുടെയും വീതി ക്രമരഹിതമായി സജ്ജീകരിച്ചിട്ടില്ല, സ്കീമാറ്റിക് ലെ നോഡുകൾക്കിടയിലുള്ള വൈദ്യുതധാരയുടെ വലുപ്പം അനുസരിച്ച് നിർണ്ണയിക്കണം. ബോർഡ് ശരിയാക്കാൻ നിലവിലെ വലുപ്പവും നിലവിലെ ഒഴുക്കും വ്യക്തമായിരിക്കണം.

ലീനിയർ പവർ സപ്ലൈ പിസിബി ഡയഗ്രം
പിസിബി രൂപകൽപന ചെയ്യുമ്പോൾ, ഘടകങ്ങളുടെ ലേഔട്ട് ഒതുക്കമുള്ളതായിരിക്കണം, എല്ലാ കണക്ഷനുകളും കഴിയുന്നത്ര ചെറുതായിരിക്കണം, കൂടാതെ സ്കീമാറ്റിക് ഘടകങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനപരമായ ബന്ധം അനുസരിച്ച് ഘടകങ്ങളും ലൈനുകളും സ്ഥാപിക്കണം. ഈ പവർ സപ്ലൈ ഡയഗ്രം ആദ്യത്തെ തിരുത്തലാണ്, തുടർന്ന് ഫിൽട്ടറിംഗ്, ഫിൽട്ടറിംഗ് വോൾട്ടേജ് റെഗുലേഷൻ ആണ്, വോൾട്ടേജ് റെഗുലേഷൻ ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​കപ്പാസിറ്റർ ആണ്, കപ്പാസിറ്ററിലൂടെ താഴെയുള്ള സർക്യൂട്ട് വൈദ്യുതിയിലേക്ക് ഒഴുകിയ ശേഷം.

മുകളിലുള്ള സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രാമിൻ്റെ PCB ഡയഗ്രമാണ് ചിത്രം 2, രണ്ട് ഡയഗ്രമുകളും സമാനമാണ്. ഇടത് ചിത്രവും വലത് ചിത്രവും അൽപ്പം വ്യത്യസ്തമാണ്, ഇടത് ചിത്രത്തിലെ വൈദ്യുതി വിതരണം നേരിട്ട് വോൾട്ടേജ് റെഗുലേറ്റർ ചിപ്പിൻ്റെ ഇൻപുട്ട് പാദത്തിലേക്ക്, തുടർന്ന് വോൾട്ടേജ് റെഗുലേറ്റർ കപ്പാസിറ്റർ, അവിടെ കപ്പാസിറ്ററിൻ്റെ ഫിൽട്ടറിംഗ് പ്രഭാവം വളരെ മോശമാണ്. , ഔട്ട്പുട്ടും പ്രശ്നകരമാണ്. വലതുവശത്തുള്ള ചിത്രം വളരെ മികച്ചതാണ്. പോസിറ്റീവ് പവർ സപ്ലൈ പ്രശ്നത്തിൻ്റെ ഒഴുക്ക് പരിഗണിക്കുക മാത്രമല്ല, ബാക്ക്ഫ്ലോ പ്രശ്നം പരിഗണിക്കുകയും വേണം, പൊതുവേ, പോസിറ്റീവ് പവർ ലൈനും ഗ്രൗണ്ട് ബാക്ക്ഫ്ലോ ലൈനും പരസ്പരം കഴിയുന്നത്ര അടുത്തായിരിക്കണം.

ലീനിയർ പവർ സപ്ലൈയുടെ ചിത്രം 2 PCB ഡയഗ്രം
ലീനിയർ പവർ സപ്ലൈ പിസിബി രൂപകൽപന ചെയ്യുമ്പോൾ, ലീനിയർ പവർ സപ്ലൈയുടെ പവർ റെഗുലേറ്റർ ചിപ്പിൻ്റെ താപ വിസർജ്ജന പ്രശ്നം, ചൂട് എങ്ങനെ വരുന്നു, വോൾട്ടേജ് റെഗുലേറ്റർ ചിപ്പ് ഫ്രണ്ട് എൻഡ് 10V ആണെങ്കിൽ, ഔട്ട്പുട്ട് എൻഡ് 5V ആണ്, കൂടാതെ ഔട്ട്പുട്ട് കറൻ്റ് 500mA ആണ്, തുടർന്ന് റെഗുലേറ്റർ ചിപ്പിൽ 5V വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ് ഉണ്ട്, കൂടാതെ 2.5W ആണ് താപം; ഇൻപുട്ട് വോൾട്ടേജ് 15V ആണെങ്കിൽ, വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ് 10V ആണ്, ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന താപം 5W ആണ്, അതിനാൽ, താപ വിസർജ്ജന പവർ അനുസരിച്ച് മതിയായ താപ വിസർജ്ജന സ്ഥലമോ ന്യായമായ ഹീറ്റ് സിങ്ക് ഞങ്ങൾ നീക്കിവയ്ക്കേണ്ടതുണ്ട്. മർദ്ദ വ്യത്യാസം താരതമ്യേന ചെറുതും കറൻ്റ് താരതമ്യേന ചെറുതും ആയ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ലീനിയർ പവർ സപ്ലൈ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, അല്ലാത്തപക്ഷം, സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈ സർക്യൂട്ട് ഉപയോഗിക്കുക.

ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈ സർക്യൂട്ട് സ്കീമാറ്റിക് ഉദാഹരണം
സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈ എന്നത് ഹൈ-സ്പീഡ് ഓൺ-ഓഫ്, കട്ട്-ഓഫ് എന്നിവയ്‌ക്കായി സ്വിച്ചിംഗ് ട്യൂബ് നിയന്ത്രിക്കാൻ സർക്യൂട്ട് ഉപയോഗിക്കുക, പിഡബ്ല്യുഎം തരംഗരൂപം സൃഷ്ടിക്കുക, ഇൻഡക്‌ടറിലൂടെയും തുടർച്ചയായ കറൻ്റ് ഡയോഡിലൂടെയും, വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള വഴിയുടെ വൈദ്യുതകാന്തിക പരിവർത്തനത്തിൻ്റെ ഉപയോഗം. വൈദ്യുതി വിതരണം, ഉയർന്ന ദക്ഷത, കുറഞ്ഞ ചൂട്, ഞങ്ങൾ സാധാരണയായി സർക്യൂട്ട് ഉപയോഗിക്കുന്നു: LM2575, MC34063, SP6659 തുടങ്ങിയവ. സിദ്ധാന്തത്തിൽ, സർക്യൂട്ടിൻ്റെ രണ്ട് അറ്റത്തും സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈ തുല്യമാണ്, വോൾട്ടേജ് വിപരീത അനുപാതവും കറൻ്റ് വിപരീത അനുപാതവുമാണ്.

ചിത്രം 3 LM2575 സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈ സർക്യൂട്ടിൻ്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം
സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈയുടെ പിസിബി ഡയഗ്രം
സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈയുടെ പിസിബി രൂപകൽപന ചെയ്യുമ്പോൾ, ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്: ഫീഡ്ബാക്ക് ലൈനിൻ്റെ ഇൻപുട്ട് പോയിൻ്റും തുടർച്ചയായ കറൻ്റ് ഡയോഡും ആർക്കാണ് തുടർച്ചയായ കറൻ്റ് നൽകുന്നത്. ചിത്രം 3-ൽ നിന്ന് കാണുന്നത് പോലെ, U1 സ്വിച്ച് ഓൺ ചെയ്യുമ്പോൾ, നിലവിലെ I2 ഇൻഡക്റ്റർ L1-ൽ പ്രവേശിക്കുന്നു. ഇൻഡക്‌ടറിലൂടെ കറൻ്റ് പ്രവഹിക്കുമ്പോൾ അത് പെട്ടെന്ന് ജനറേറ്റുചെയ്യാനോ പെട്ടെന്ന് അപ്രത്യക്ഷമാകാനോ കഴിയില്ല എന്നതാണ് ഇൻഡക്‌ടറിൻ്റെ സവിശേഷത. ഇൻഡക്‌ടറിലെ കറൻ്റ് മാറ്റത്തിന് ഒരു സമയ പ്രക്രിയയുണ്ട്. ഇൻഡക്റ്റൻസിലൂടെ ഒഴുകുന്ന പൾസ്ഡ് കറൻ്റ് I2 ൻ്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ, ചില വൈദ്യുതോർജ്ജം കാന്തിക energy ർജ്ജമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ കറൻ്റ് ക്രമേണ വർദ്ധിക്കുന്നു, ഒരു നിശ്ചിത സമയത്ത്, കൺട്രോൾ സർക്യൂട്ട് U1 I2 ഓഫ് ചെയ്യുന്നു, ഇൻഡക്റ്റൻസിൻ്റെ സവിശേഷതകൾ കാരണം, കറൻ്റ് പെട്ടെന്ന് അപ്രത്യക്ഷമാകാൻ കഴിയില്ല, ഈ സമയത്ത് ഡയോഡ് പ്രവർത്തിക്കുന്നു, അത് നിലവിലെ I2 ഏറ്റെടുക്കുന്നു, അതിനാൽ ഇതിനെ തുടർച്ചയായ കറൻ്റ് ഡയോഡ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു, തുടർച്ചയായ കറൻ്റ് ഡയോഡ് ഇൻഡക്റ്റൻസിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നതായി കാണാൻ കഴിയും. തുടർച്ചയായ നിലവിലെ I3 C3 ൻ്റെ നെഗറ്റീവ് അറ്റത്ത് നിന്ന് ആരംഭിച്ച് D1, L1 എന്നിവയിലൂടെ C3 യുടെ പോസിറ്റീവ് അറ്റത്തേക്ക് ഒഴുകുന്നു, ഇത് ഒരു പമ്പിന് തുല്യമാണ്, കപ്പാസിറ്റർ C3 ൻ്റെ വോൾട്ടേജ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ഇൻഡക്റ്ററിൻ്റെ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുന്നു. വോൾട്ടേജ് ഡിറ്റക്ഷൻ്റെ ഫീഡ്ബാക്ക് ലൈനിൻ്റെ ഇൻപുട്ട് പോയിൻ്റിൻ്റെ പ്രശ്നവുമുണ്ട്, അത് ഫിൽട്ടർ ചെയ്തതിന് ശേഷം സ്ഥലത്തേക്ക് തിരികെ നൽകണം, അല്ലാത്തപക്ഷം ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് റിപ്പിൾ വലുതായിരിക്കും. ഈ രണ്ട് പോയിൻ്റുകളും ഞങ്ങളുടെ പിസിബി ഡിസൈനർമാരിൽ പലരും പലപ്പോഴും അവഗണിക്കുന്നു, ഒരേ നെറ്റ്‌വർക്ക് അവിടെ സമാനമല്ല, വാസ്തവത്തിൽ, സ്ഥലം സമാനമല്ല, പ്രകടനത്തിൻ്റെ സ്വാധീനം മികച്ചതാണ്. LM2575 സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈയുടെ PCB ഡയഗ്രമാണ് ചിത്രം 4. തെറ്റായ ഡയഗ്രാമിൽ എന്താണ് തെറ്റ് എന്ന് നോക്കാം.

LM2575 സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈയുടെ ചിത്രം 4 PCB ഡയഗ്രം
എന്തുകൊണ്ടാണ് ഞങ്ങൾ സ്‌കീമാറ്റിക് തത്വത്തെക്കുറിച്ച് വിശദമായി സംസാരിക്കാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നത്, കാരണം സ്‌കീമാറ്റിക് പിന്നിൻ്റെ ആക്‌സസ് പോയിൻ്റ്, നോഡ് നെറ്റ്‌വർക്കിൻ്റെ നിലവിലെ വലുപ്പം മുതലായവ പോലുള്ള ധാരാളം പിസിബി വിവരങ്ങൾ സ്കീമാറ്റിക്കിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, സ്‌കീമാറ്റിക്, പിസിബി ഡിസൈൻ കാണുക ഒരു പ്രശ്നമല്ല. LM7805, LM2575 സർക്യൂട്ടുകൾ യഥാക്രമം ലീനിയർ പവർ സപ്ലൈയുടെയും സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈയുടെയും സാധാരണ ലേഔട്ട് സർക്യൂട്ടിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. പിസിബിഎസ് നിർമ്മിക്കുമ്പോൾ, ഈ രണ്ട് പിസിബി ഡയഗ്രമുകളുടെ ലേഔട്ടും വയറിംഗും നേരിട്ട് ലൈനിലാണ്, എന്നാൽ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ വ്യത്യസ്തമാണ്, സർക്യൂട്ട് ബോർഡ് വ്യത്യസ്തമാണ്, ഇത് യഥാർത്ഥ സാഹചര്യത്തിനനുസരിച്ച് ക്രമീകരിക്കപ്പെടുന്നു.

എല്ലാ മാറ്റങ്ങളും വേർതിരിക്കാനാവാത്തതാണ്, അതിനാൽ പവർ സർക്യൂട്ടിൻ്റെ തത്വവും ബോർഡും അങ്ങനെയാണ്, കൂടാതെ എല്ലാ ഇലക്ട്രോണിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളും വൈദ്യുതി വിതരണത്തിൽ നിന്നും അതിൻ്റെ സർക്യൂട്ടിൽ നിന്നും വേർതിരിക്കാനാവാത്തതാണ്, അതിനാൽ, രണ്ട് സർക്യൂട്ടുകൾ പഠിക്കുക, മറ്റൊന്നും മനസ്സിലാക്കാം.