ఈ రెండు సర్క్యూట్లను నేర్చుకోండి, PCB డిజైన్ కష్టం కాదు!

పవర్ సర్క్యూట్ డిజైన్ ఎందుకు నేర్చుకోవాలి
విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్ అనేది ఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తిలో ఒక ముఖ్యమైన భాగం, విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్ రూపకల్పన ఉత్పత్తి పనితీరుకు నేరుగా సంబంధించినది.

విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్ల వర్గీకరణ
మా ఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తుల పవర్ సర్క్యూట్లలో ప్రధానంగా లీనియర్ పవర్ సప్లైలు మరియు హై-ఫ్రీక్వెన్సీ స్విచింగ్ పవర్ సప్లైలు ఉన్నాయి. సిద్ధాంతంలో, లీనియర్ పవర్ సప్లై అంటే వినియోగదారునికి ఎంత కరెంట్ అవసరమో, ఇన్‌పుట్ ఎంత కరెంట్‌ను అందిస్తుంది; స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై అంటే వినియోగదారునికి ఎంత పవర్ అవసరమో మరియు ఇన్‌పుట్ చివరలో ఎంత పవర్ అందించబడుతుందో.
లీనియర్ పవర్ సప్లై సర్క్యూట్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం
లీనియర్ పవర్ పరికరాలు లీనియర్ స్థితిలో పనిచేస్తాయి, ఉదాహరణకు మనం సాధారణంగా ఉపయోగించే వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ చిప్స్ LM7805, LM317, SPX1117 మరియు మొదలైనవి. క్రింద ఉన్న చిత్రం 1 LM7805 నియంత్రిత విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం.

చిత్రం 1 లీనియర్ విద్యుత్ సరఫరా యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం
రేఖాచిత్రం నుండి లీనియర్ విద్యుత్ సరఫరా అనేది సరిదిద్దడం, వడపోత, వోల్టేజ్ నియంత్రణ మరియు శక్తి నిల్వ వంటి క్రియాత్మక భాగాలతో కూడి ఉందని చూడవచ్చు. అదే సమయంలో, సాధారణ లీనియర్ విద్యుత్ సరఫరా అనేది సిరీస్ వోల్టేజ్ నియంత్రణ విద్యుత్ సరఫరా, అవుట్‌పుట్ కరెంట్ ఇన్‌పుట్ కరెంట్‌కి సమానం, I1=I2+I3, I3 అనేది రిఫరెన్స్ ఎండ్, కరెంట్ చాలా చిన్నది, కాబట్టి I1≈I3. PCB డిజైన్, ప్రతి లైన్ యొక్క వెడల్పు యాదృచ్ఛికంగా సెట్ చేయబడనందున, స్కీమాటిక్‌లోని నోడ్‌ల మధ్య కరెంట్ పరిమాణం ప్రకారం నిర్ణయించబడాలి కాబట్టి మనం కరెంట్ పరిమాణం మరియు కరెంట్ ప్రవాహం స్పష్టంగా ఉండాలి. బోర్డు సరిగ్గా చేయడానికి ప్రస్తుత పరిమాణం మరియు కరెంట్ ప్రవాహం స్పష్టంగా ఉండాలి.

లీనియర్ విద్యుత్ సరఫరా PCB రేఖాచిత్రం
PCBని డిజైన్ చేసేటప్పుడు, భాగాల లేఅవుట్ కాంపాక్ట్‌గా ఉండాలి, అన్ని కనెక్షన్‌లు వీలైనంత తక్కువగా ఉండాలి మరియు స్కీమాటిక్ భాగాల క్రియాత్మక సంబంధం ప్రకారం భాగాలు మరియు లైన్‌లను వేయాలి. ఈ విద్యుత్ సరఫరా రేఖాచిత్రం మొదటి సరిదిద్దడం, ఆపై ఫిల్టరింగ్, ఫిల్టరింగ్ అనేది వోల్టేజ్ నియంత్రణ, వోల్టేజ్ నియంత్రణ అనేది శక్తి నిల్వ కెపాసిటర్, కెపాసిటర్ ద్వారా కింది సర్క్యూట్ విద్యుత్‌కు ప్రవహించిన తర్వాత.

చిత్రం 2 పైన ఉన్న స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం యొక్క PCB రేఖాచిత్రం, మరియు రెండు రేఖాచిత్రాలు ఒకేలా ఉంటాయి. ఎడమ చిత్రం మరియు కుడి చిత్రం కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటాయి, ఎడమ చిత్రంలో విద్యుత్ సరఫరా సరిదిద్దిన తర్వాత వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ చిప్ యొక్క ఇన్‌పుట్ ఫుట్‌కు నేరుగా ఉంటుంది, ఆపై వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ కెపాసిటర్, ఇక్కడ కెపాసిటర్ యొక్క వడపోత ప్రభావం చాలా అధ్వాన్నంగా ఉంటుంది మరియు అవుట్‌పుట్ కూడా సమస్యాత్మకంగా ఉంటుంది. కుడి వైపున ఉన్న చిత్రం మంచిది. మనం సానుకూల విద్యుత్ సరఫరా సమస్య యొక్క ప్రవాహాన్ని మాత్రమే పరిగణించకూడదు, కానీ బ్యాక్‌ఫ్లో సమస్యను కూడా పరిగణించాలి, సాధారణంగా, సానుకూల విద్యుత్ లైన్ మరియు గ్రౌండ్ బ్యాక్‌ఫ్లో లైన్ ఒకదానికొకటి సాధ్యమైనంత దగ్గరగా ఉండాలి.

ఫిగర్ 2 PCB లీనియర్ విద్యుత్ సరఫరా రేఖాచిత్రం
లీనియర్ పవర్ సప్లై PCBని డిజైన్ చేసేటప్పుడు, లీనియర్ పవర్ సప్లై యొక్క పవర్ రెగ్యులేటర్ చిప్ యొక్క హీట్ డిస్సిపేషన్ సమస్య, హీట్ ఎలా వస్తుంది అనే దానిపై కూడా మనం శ్రద్ధ వహించాలి, వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ చిప్ ఫ్రంట్ ఎండ్ 10V, అవుట్‌పుట్ ఎండ్ 5V మరియు అవుట్‌పుట్ కరెంట్ 500mA అయితే, రెగ్యులేటర్ చిప్‌పై 5V వోల్టేజ్ డ్రాప్ ఉంటుంది మరియు ఉత్పత్తి చేయబడిన వేడి 2.5W; ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ 15V అయితే, వోల్టేజ్ డ్రాప్ 10V మరియు ఉత్పత్తి చేయబడిన వేడి 5W అయితే, మనం వేడి డిస్సిపేషన్ పవర్ ప్రకారం తగినంత హీట్ డిస్సిపేషన్ స్పేస్ లేదా సహేతుకమైన హీట్ సింక్‌ను పక్కన పెట్టాలి. లీనియర్ పవర్ సప్లై సాధారణంగా పీడన వ్యత్యాసం సాపేక్షంగా తక్కువగా మరియు కరెంట్ సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉన్న పరిస్థితులలో ఉపయోగించబడుతుంది, లేకుంటే, దయచేసి స్విచింగ్ పవర్ సప్లై సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించండి.

హై ఫ్రీక్వెన్సీ స్విచింగ్ పవర్ సప్లై సర్క్యూట్ స్కీమాటిక్ ఉదాహరణ
విద్యుత్ సరఫరాను మార్చడం అంటే హై-స్పీడ్ ఆన్-ఆఫ్ మరియు కట్-ఆఫ్ కోసం స్విచింగ్ ట్యూబ్‌ను నియంత్రించడానికి సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించడం, ఇండక్టర్ మరియు నిరంతర కరెంట్ డయోడ్ ద్వారా PWM వేవ్‌ఫారమ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడం, వోల్టేజ్‌ను నియంత్రించే మార్గం యొక్క విద్యుదయస్కాంత మార్పిడిని ఉపయోగించడం. విద్యుత్ సరఫరాను మార్చడం, అధిక సామర్థ్యం, ​​తక్కువ వేడి, మేము సాధారణంగా సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగిస్తాము: LM2575, MC34063, SP6659 మరియు మొదలైనవి. సిద్ధాంతంలో, సర్క్యూట్ యొక్క రెండు చివర్లలో స్విచ్చింగ్ విద్యుత్ సరఫరా సమానంగా ఉంటుంది, వోల్టేజ్ విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది మరియు కరెంట్ విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.

చిత్రం 3 LM2575 స్విచింగ్ పవర్ సప్లై సర్క్యూట్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం
స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై యొక్క PCB రేఖాచిత్రం
స్విచింగ్ పవర్ సప్లై యొక్క PCBని డిజైన్ చేసేటప్పుడు, వీటికి శ్రద్ధ వహించడం అవసరం: ఫీడ్‌బ్యాక్ లైన్ యొక్క ఇన్‌పుట్ పాయింట్ మరియు నిరంతర కరెంట్ డయోడ్ ఎవరికి నిరంతర కరెంట్ ఇవ్వబడుతుంది. చిత్రం 3 నుండి చూడగలిగినట్లుగా, U1 స్విచ్ ఆన్ చేసినప్పుడు, కరెంట్ I2 ఇండక్టర్ L1లోకి ప్రవేశిస్తుంది. ఇండక్టర్ యొక్క లక్షణం ఏమిటంటే, కరెంట్ ఇండక్టర్ ద్వారా ప్రవహించినప్పుడు, అది అకస్మాత్తుగా ఉత్పత్తి చేయబడదు లేదా అకస్మాత్తుగా అదృశ్యం కాదు. ఇండక్టర్‌లో కరెంట్ మార్పుకు సమయ ప్రక్రియ ఉంటుంది. ఇండక్టెన్స్ ద్వారా ప్రవహించే పల్స్డ్ కరెంట్ I2 చర్యలో, కొంత విద్యుత్ శక్తి అయస్కాంత శక్తిగా మార్చబడుతుంది మరియు కరెంట్ క్రమంగా పెరుగుతుంది, ఒక నిర్దిష్ట సమయంలో, కంట్రోల్ సర్క్యూట్ U1 I2ని ఆపివేస్తుంది, ఇండక్టెన్స్ లక్షణాల కారణంగా, కరెంట్ అకస్మాత్తుగా అదృశ్యం కాకపోవచ్చు, ఈ సమయంలో డయోడ్ పనిచేస్తుంది, ఇది కరెంట్ I2ని తీసుకుంటుంది, కాబట్టి దీనిని నిరంతర కరెంట్ డయోడ్ అని పిలుస్తారు, ఇండక్టెన్స్ కోసం నిరంతర కరెంట్ డయోడ్ ఉపయోగించబడుతుందని చూడవచ్చు. నిరంతర విద్యుత్ ప్రవాహం I3 C3 యొక్క ప్రతికూల చివర నుండి ప్రారంభమై D1 మరియు L1 ద్వారా C3 యొక్క సానుకూల చివరలోకి ప్రవహిస్తుంది, ఇది పంపుకు సమానం, ఇండక్టర్ యొక్క శక్తిని ఉపయోగించి కెపాసిటర్ C3 యొక్క వోల్టేజ్‌ను పెంచుతుంది. వోల్టేజ్ డిటెక్షన్ యొక్క ఫీడ్‌బ్యాక్ లైన్ యొక్క ఇన్‌పుట్ పాయింట్ యొక్క సమస్య కూడా ఉంది, దీనిని ఫిల్టర్ చేసిన తర్వాత తిరిగి ఆ ప్రదేశానికి అందించాలి, లేకుంటే అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ అలలు పెద్దవిగా ఉంటాయి. ఈ రెండు పాయింట్లను తరచుగా మన PCB డిజైనర్లు విస్మరిస్తారు, అక్కడ ఒకే నెట్‌వర్క్ ఒకేలా ఉండదని, వాస్తవానికి, స్థలం ఒకేలా ఉండదని మరియు పనితీరు ప్రభావం గొప్పగా ఉంటుందని భావిస్తారు. చిత్రం 4 అనేది LM2575 స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై యొక్క PCB రేఖాచిత్రం. తప్పు రేఖాచిత్రంలో ఏమి తప్పు ఉందో చూద్దాం.

LM2575 స్విచింగ్ పవర్ సప్లై యొక్క మూర్తి 4 PCB రేఖాచిత్రం
స్కీమాటిక్ సూత్రం గురించి మనం ఎందుకు వివరంగా మాట్లాడాలనుకుంటున్నాము, ఎందుకంటే స్కీమాటిక్‌లో కాంపోనెంట్ పిన్ యొక్క యాక్సెస్ పాయింట్, నోడ్ నెట్‌వర్క్ యొక్క ప్రస్తుత పరిమాణం మొదలైన PCB సమాచారం చాలా ఉంది, స్కీమాటిక్ చూడండి, PCB డిజైన్ సమస్య కాదు. LM7805 మరియు LM2575 సర్క్యూట్‌లు వరుసగా లీనియర్ పవర్ సప్లై మరియు స్విచింగ్ పవర్ సప్లై యొక్క సాధారణ లేఅవుట్ సర్క్యూట్‌ను సూచిస్తాయి. PCBS తయారు చేసేటప్పుడు, ఈ రెండు PCB రేఖాచిత్రాల లేఅవుట్ మరియు వైరింగ్ నేరుగా లైన్‌లో ఉంటాయి, కానీ ఉత్పత్తులు భిన్నంగా ఉంటాయి మరియు సర్క్యూట్ బోర్డ్ భిన్నంగా ఉంటుంది, ఇది వాస్తవ పరిస్థితికి అనుగుణంగా సర్దుబాటు చేయబడుతుంది.

అన్ని మార్పులు విడదీయరానివి, కాబట్టి పవర్ సర్క్యూట్ యొక్క సూత్రం మరియు బోర్డు ఎలా ఉందో, మరియు ప్రతి ఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తి విద్యుత్ సరఫరా మరియు దాని సర్క్యూట్ నుండి విడదీయరానిది, కాబట్టి, రెండు సర్క్యూట్లను నేర్చుకోండి, మరొకటి కూడా అర్థం అవుతుంది.