图二 线性电源 PCB 图
设计线性电源 PCB 时还应注意,线性电源的功率稳压芯片的散热问题,热量是怎么来的,若稳压芯片前端电压是 10V,输出端是 5V,输出电流为 500mA,那在稳压芯片上就有 5V 的电压降,产生的热量就为 2.5W;如果输入端电压是 15V,电压降就是 10V,产生的热量就为 5W,因此,我们布板是要根据散热功率来留出足够的散热空间或合理的散热片。线性电源一般用在压差比较小,电流比较小的场合,否则,请改用开关电源威廉希尔官方网站
。
高频开关电源
开关电源就是用通过威廉希尔官方网站
控制开关管进行高速的导通与截止,产生 PWM 波形,经过电感和续流二极管,利用电磁电转换的方式调压。开关电源功率大、效率高、发热小,我们一般用的威廉希尔官方网站
有:LM2575、MC34063、SP6659 等。开关电源理论上是威廉希尔官方网站
两端功率相等,电压成反比,电流成反比。
开关电源 PCB 设计时,需要注意的地方是:反馈线的引入点、续流二极管是给谁续流。从图三可以看出,U1 导通时,电流 I2 进入电感 L1,电感的特性是电流在电感里流过时不能突然产生,也不能突然消失,电流在电感里的变化时有一个时间过程的。在脉冲电流 I2 流过电感的作用下,有部分电能转换成磁能,电流逐渐增大,到一定时候,控制威廉希尔官方网站
U1 关断了 I2,由于电感的特性,电流不能突然消失,这时候二极管起作用了,它接替电流 I2,所以叫续流二极管,可以看出,续流二极管是给电感用的,续流的电流 I3 是从 C3 的负端出发,经 D1,L1 后流入 C3 的正端,这里就相当于抽水机,利用电感的能量,把电容 C3 的电压提高了。
还有就是电压检测的反馈线引入点问题,应该是经过滤波后的地方反馈回去,不然会使输出的电压纹波更大。这两点是我们很多 PCB 设计人员经常忽视的地方,以为同一个网络,接在那儿不是一样,其实接的地方不一样,性能影响是很大的。图四是 LM2575 开关电源 PCB 图,大家看看错的那幅图是哪里错了。
我们为什么要详细讲原理图原理,因为原理图里包含了许多画 PCB 的信息,如元件引脚的接入点,节点网络的电流大小等,看清楚了原理图,PCB 设计就不成问题了。LM7805 和 LM2575 威廉希尔官方网站
分别代表了线性电源和开关电源的典型布板威廉希尔官方网站
,做 PCB 时,直接按这两种 PCB 图布局与布线就行,只是产品不同,威廉希尔官方网站
板也不同,根据实际情况调整。
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