ఈ రెండు సర్క్యూట్లను తెలుసుకోండి, PCB డిజైన్ కష్టం కాదు!

పవర్ సర్క్యూట్ డిజైన్ ఎందుకు నేర్చుకోవాలి

విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్ అనేది ఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తిలో ఒక ముఖ్యమైన భాగం, విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్ రూపకల్పన నేరుగా ఉత్పత్తి యొక్క పనితీరుకు సంబంధించినది.

విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్ల వర్గీకరణ

మా ఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తుల యొక్క పవర్ సర్క్యూట్‌లలో ప్రధానంగా లీనియర్ పవర్ సప్లైలు మరియు హై-ఫ్రీక్వెన్సీ స్విచింగ్ పవర్ సప్లైలు ఉంటాయి. సిద్ధాంతంలో, లీనియర్ పవర్ సప్లై అనేది వినియోగదారుకు ఎంత కరెంట్ అవసరమో, ఇన్‌పుట్ ఎంత కరెంట్‌ను అందిస్తుంది; విద్యుత్ సరఫరా మారడం అనేది వినియోగదారుకు ఎంత శక్తి అవసరమో మరియు ఇన్‌పుట్ ముగింపులో ఎంత శక్తి అందించబడుతుందో.

లీనియర్ పవర్ సప్లై సర్క్యూట్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

మేము సాధారణంగా ఉపయోగించే వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ చిప్స్ LM7805, LM317, SPX1117 మొదలైన వాటి వంటి లీనియర్ పవర్ పరికరాలు సరళ స్థితిలో పని చేస్తాయి. దిగువ మూర్తి 1 LM7805 నియంత్రిత విద్యుత్ సరఫరా సర్క్యూట్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం.

మూర్తి 1 సరళ విద్యుత్ సరఫరా యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

సరళ విద్యుత్ సరఫరా సరిదిద్దడం, ఫిల్టరింగ్, వోల్టేజ్ నియంత్రణ మరియు శక్తి నిల్వ వంటి ఫంక్షనల్ భాగాలతో కూడి ఉందని బొమ్మ నుండి చూడవచ్చు. అదే సమయంలో, సాధారణ లీనియర్ పవర్ సప్లై అనేది సిరీస్ వోల్టేజ్ రెగ్యులేషన్ పవర్ సప్లై, అవుట్‌పుట్ కరెంట్ ఇన్‌పుట్ కరెంట్‌కి సమానం, I1=I2+I3, I3 రిఫరెన్స్ ఎండ్, కరెంట్ చాలా చిన్నది, కాబట్టి I1≈I3 . మేము కరెంట్ గురించి ఎందుకు మాట్లాడాలనుకుంటున్నాము, ఎందుకంటే PCB డిజైన్, ప్రతి లైన్ యొక్క వెడల్పు యాదృచ్ఛికంగా సెట్ చేయబడదు, స్కీమాటిక్‌లోని నోడ్‌ల మధ్య కరెంట్ పరిమాణం ప్రకారం నిర్ణయించబడుతుంది. బోర్డు సరిగ్గా చేయడానికి ప్రస్తుత పరిమాణం మరియు ప్రస్తుత ప్రవాహం స్పష్టంగా ఉండాలి. 

సరళ విద్యుత్ సరఫరా PCB రేఖాచిత్రం

PCBని రూపకల్పన చేసేటప్పుడు, భాగాల లేఅవుట్ కాంపాక్ట్‌గా ఉండాలి, అన్ని కనెక్షన్‌లు వీలైనంత తక్కువగా ఉండాలి మరియు స్కీమాటిక్ భాగాల యొక్క క్రియాత్మక సంబంధం ప్రకారం భాగాలు మరియు పంక్తులు వేయాలి. ఈ విద్యుత్ సరఫరా రేఖాచిత్రం మొదటి సరిదిద్దడం, ఆపై వడపోత, వడపోత అనేది వోల్టేజ్ నియంత్రణ, వోల్టేజ్ నియంత్రణ అనేది శక్తి నిల్వ కెపాసిటర్, కెపాసిటర్ ద్వారా క్రింది సర్క్యూట్ విద్యుత్‌కు ప్రవహించిన తర్వాత.

మూర్తి 2 అనేది పై 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 ఘోరంగా ఉంటుంది. , మరియు అవుట్‌పుట్ కూడా సమస్యాత్మకంగా ఉంటుంది. కుడివైపున ఉన్న చిత్రం చాలా బాగుంది. మేము సానుకూల విద్యుత్ సరఫరా సమస్య యొక్క ప్రవాహాన్ని మాత్రమే పరిగణించాలి, కానీ బ్యాక్‌ఫ్లో సమస్యను కూడా పరిగణించాలి, సాధారణంగా, సానుకూల విద్యుత్ లైన్ మరియు గ్రౌండ్ బ్యాక్‌ఫ్లో లైన్ ఒకదానికొకటి వీలైనంత దగ్గరగా ఉండాలి.

సరళ విద్యుత్ సరఫరా యొక్క మూర్తి 2 PCB రేఖాచిత్రం

లీనియర్ పవర్ సప్లై PCBని డిజైన్ చేస్తున్నప్పుడు, లీనియర్ పవర్ సప్లై యొక్క పవర్ రెగ్యులేటర్ చిప్ యొక్క హీట్ డిస్సిపేషన్ సమస్యపై కూడా మనం శ్రద్ద ఉండాలి, వేడి ఎలా వస్తుంది, వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ చిప్ ఫ్రంట్ ఎండ్ 10V అయితే, అవుట్‌పుట్ ఎండ్ 5V, మరియు అవుట్పుట్ కరెంట్ 500mA, అప్పుడు రెగ్యులేటర్ చిప్‌లో 5V వోల్టేజ్ డ్రాప్ ఉంది మరియు ఉత్పత్తి చేయబడిన వేడి 2.5W; ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్ 15V అయితే, వోల్టేజ్ తగ్గుదల 10V, మరియు ఉత్పత్తి చేయబడిన వేడి 5W, కాబట్టి, వేడి వెదజల్లే శక్తికి అనుగుణంగా మనం తగినంత వేడి వెదజల్లే స్థలాన్ని లేదా సహేతుకమైన హీట్ సింక్‌ను పక్కన పెట్టాలి. పీడన వ్యత్యాసం సాపేక్షంగా తక్కువగా మరియు కరెంట్ సాపేక్షంగా తక్కువగా ఉన్న పరిస్థితులలో లీనియర్ విద్యుత్ సరఫరా సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది, లేకపోతే, దయచేసి స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించండి.

హై ఫ్రీక్వెన్సీ స్విచింగ్ పవర్ సప్లై సర్క్యూట్ స్కీమాటిక్ ఉదాహరణ

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

మూర్తి 3 LM2575 స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై సర్క్యూట్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

విద్యుత్ సరఫరా మారే PCB రేఖాచిత్రం

స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై యొక్క PCB రూపకల్పన చేసేటప్పుడు, దీనికి శ్రద్ద అవసరం: ఫీడ్‌బ్యాక్ లైన్ యొక్క ఇన్‌పుట్ పాయింట్ మరియు నిరంతర కరెంట్ డయోడ్ వీరికి నిరంతర కరెంట్ ఇవ్వబడుతుంది. మూర్తి 3 నుండి చూడగలిగినట్లుగా, U1 స్విచ్ ఆన్ చేయబడినప్పుడు, ప్రస్తుత I2 ఇండక్టర్ L1లోకి ప్రవేశిస్తుంది. ఇండక్టర్ యొక్క లక్షణం ఏమిటంటే, కరెంట్ ఇండక్టర్ ద్వారా ప్రవహించినప్పుడు, అది అకస్మాత్తుగా ఉత్పత్తి చేయబడదు, లేదా అది అకస్మాత్తుగా అదృశ్యం కాదు. ఇండక్టర్‌లో కరెంట్ యొక్క మార్పు సమయ ప్రక్రియను కలిగి ఉంటుంది. ఇండక్టెన్స్ ద్వారా ప్రవహించే పల్సెడ్ కరెంట్ I2 చర్యలో, కొంత విద్యుత్ శక్తి అయస్కాంత శక్తిగా మార్చబడుతుంది మరియు కరెంట్ క్రమంగా పెరుగుతుంది, ఒక నిర్దిష్ట సమయంలో, నియంత్రణ సర్క్యూట్ U1 I2 ను ఆపివేస్తుంది, ఇండక్టెన్స్ లక్షణాల కారణంగా, కరెంట్ అకస్మాత్తుగా అదృశ్యం కాదు, ఈ సమయంలో డయోడ్ పనిచేస్తుంది, ఇది ప్రస్తుత I2 పై పడుతుంది, కాబట్టి దీనిని నిరంతర కరెంట్ డయోడ్ అని పిలుస్తారు, నిరంతర కరెంట్ డయోడ్ ఇండక్టెన్స్ కోసం ఉపయోగించబడుతుందని చూడవచ్చు. నిరంతర కరెంట్ I3 C3 యొక్క ప్రతికూల ముగింపు నుండి మొదలవుతుంది మరియు D1 మరియు L1 ద్వారా C3 యొక్క సానుకూల ముగింపులోకి ప్రవహిస్తుంది, ఇది కెపాసిటర్ C3 యొక్క వోల్టేజ్‌ను పెంచడానికి ఇండక్టర్ యొక్క శక్తిని ఉపయోగించి పంపుకు సమానం. వోల్టేజ్ డిటెక్షన్ యొక్క ఫీడ్‌బ్యాక్ లైన్ యొక్క ఇన్‌పుట్ పాయింట్ యొక్క సమస్య కూడా ఉంది, ఇది ఫిల్టరింగ్ తర్వాత ప్రదేశానికి తిరిగి ఇవ్వబడుతుంది, లేకపోతే అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ అలలు పెద్దగా ఉంటాయి. ఈ రెండు పాయింట్లను తరచుగా మా PCB డిజైనర్లు చాలా మంది విస్మరిస్తారు, అదే నెట్‌వర్క్ అక్కడ ఒకేలా ఉండదని, వాస్తవానికి, స్థలం ఒకేలా ఉండదు మరియు పనితీరు ప్రభావం గొప్పదని భావిస్తారు. మూర్తి 4 అనేది LM2575 స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై యొక్క PCB రేఖాచిత్రం. తప్పు రేఖాచిత్రంలో తప్పు ఏమిటో చూద్దాం.

LM2575 స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై యొక్క ఫిగర్ 4 PCB రేఖాచిత్రం

మేము స్కీమాటిక్ సూత్రం గురించి ఎందుకు వివరంగా మాట్లాడాలనుకుంటున్నాము, ఎందుకంటే స్కీమాటిక్‌లో కాంపోనెంట్ పిన్ యాక్సెస్ పాయింట్, నోడ్ నెట్‌వర్క్ యొక్క ప్రస్తుత పరిమాణం మొదలైన చాలా PCB సమాచారం ఉంది, స్కీమాటిక్, PCB డిజైన్‌ని చూడండి అనేది సమస్య కాదు. LM7805 మరియు LM2575 సర్క్యూట్‌లు వరుసగా లీనియర్ పవర్ సప్లై మరియు స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లై యొక్క సాధారణ లేఅవుట్ సర్క్యూట్‌ను సూచిస్తాయి. PCBSను తయారుచేసేటప్పుడు, 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 సూత్రం మరియు బోర్డు అలా ఉంటుంది, మరియు ప్రతి ఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తి విద్యుత్ సరఫరా మరియు దాని సర్క్యూట్ నుండి విడదీయరానిది, కాబట్టి, రెండు సర్క్యూట్లను నేర్చుకోండి, మరొకటి కూడా అర్థం అవుతుంది.