Fundamentele cheie ale proiectării sursei de alimentare pentru plăcile de circuite Tempo
12 septembrie 2019, în Blog
Una dintre cele mai fundamentale legi ale fizicii este Legea conservării energiei, care poate fi rezumată după cum urmează:
„În cadrul unui sistem închis, energia nu poate fi creată sau distrusă, ci doar schimbă forma”.
Practic, acest lucru poate fi interpretat ca un sistem izolat, care nu interacționează cu nicio forță exterioară, păstrează un nivel constant de energie internă. Această premisă a fost catalizatorul multor scheme de construire a unor sisteme energetice autosustenabile care ar putea dura permanent. Până în prezent, izolarea completă a unui sistem astfel încât să nu se câștige sau să nu se piardă energie s-a dovedit a fi dificilă. Asta înseamnă că sistemele care necesită energie trebuie să fie reîncărcate periodic, la fel ca noi.
Având nevoie de reîncărcare
Circuitele de alimentare sunt sursa de reîncărcare pentru sistemele electronice și plăcile de circuite. Unele plăci conțin sub-circuite de alimentare; cu toate acestea, este comun ca PCB-urile să servească și ca surse de alimentare. Aceste plăci sunt de fapt convertoare, deoarece convertesc o sursă de energie de intrare într-o ieșire care îndeplinește cerințele unei sarcini, sistem sau circuit. Indiferent de sursă și de cerințele de încărcare, este întotdeauna important să faceți din construcția plăcii dvs. o parte integrantă a proiectării aspectului PCB pentru proiectarea dvs. Mai întâi, să discutăm diferitele tipuri de circuite de alimentare și apoi vom defini fundamentele proiectării sursei de alimentare care ar trebui aplicate pentru dezvoltarea lor.
Tipuri de circuite de alimentare
Fiind convertoare sau punți între o sursă electrică de intrare și o sarcină electronică, circuitele de alimentare pot fi clasificate în unul dintre grupurile din tabelul de mai jos.
Ieșiri
Așa cum se arată mai sus, circuitele de alimentare sunt utilizate în principiu pentru a schimba energia de la o stare la alta, de la AC la CC sau invers, pentru a schimba nivelurile, creșterea sau scăderea tensiunii sau a frecvenței. Sursele de alimentare AC-AC pot fi, de asemenea, utilizate pentru a izola circuitele de intrare de ieșiri. În plus față de tipurile de mai sus, circuitele de alimentare pot fi clasificate fie ca fiind reglementate sau nereglementate. Sursele de alimentare reglementate includ dispozitive pentru menținerea nivelului de tensiune de ieșire. Aceste regulatoare de tensiune nu sunt prezente în sursele de alimentare nereglementate, iar ieșirea variază în funcție de intrare și de modificările curentului de sarcină.
Circuitele de alimentare sunt, de asemenea, clasificate în funcție de funcționarea lor. Cele două tipuri operaționale de bază sunt liniare și de comutare sau de comutare.
Alimentare liniară
Exemplu schematic de alimentare liniară
Sursa de alimentare liniară de mai sus este utilizată pentru a converti o intrare de curent alternativ, partea principală a transformatorului TR1, în curent continuu pentru distribuție. Acest circuit include un regulator de tensiune, IC1, care va oferi o tensiune constantă, indiferent de sarcină, R1. Această sursă de alimentare liniară demonstrează funcționarea de bază a acestor circuite, care pot avea multe configurații diferite. Sursele de alimentare liniare sunt de obicei utilizate în sistemele cu putere redusă. Avantajele sunt simplitatea, costul redus, fiabilitatea și zgomotul redus; cu toate acestea, acestea sunt ineficiente, ceea ce devine mai mult o preocupare în aplicațiile cu putere mai mare.