Sursa de alimentare izolată în proiectarea dvs. PCB Cadence avansată de blog de proiectare PCB
În septembrie 1991, lumea a fost introdusă pentru prima dată la expresia clasică „Mai multă putere” în emisiunea TV „Îmbunătățirea locuinței”. Îmi amintesc că am râs atât de mult încât abia am putut respira în timpul primului episod când „Tim the Tool-Man Taylor” a aplicat mai multă putere mașinii de spălat vase. Îmbunătățirea lui a suflat imediat partea din spate a dulapului de bucătărie și a trimis o farfurie zburând prin cameră. Lecția aici; mai multă putere este bună, dar trebuie proiectată corect.
La proiectarea unei plăci de circuit, componentele de pe placă vor necesita alimentare la tensiuni specifice pentru a funcționa. De obicei, una sau mai multe surse de alimentare sunt proiectate pe placă pentru a satisface această nevoie. Există diferite tipuri și configurații de surse de alimentare care pot fi proiectate, cu una dintre versiunile mai simple cunoscute sub numele de sursă de alimentare izolată. Iată câteva detalii suplimentare despre ceea ce este și cum poate fi încorporat într-o placă cu circuite imprimate.
De ce să utilizați o sursă de alimentare izolată?
Există două tipuri de surse de alimentare care pot fi proiectate într-o placă de circuit; izolat și neizolat. Deși izolarea se poate referi la separarea părților sursei de alimentare de restul proiectării de pe PCB, de obicei se referă la izolarea între intrările și ieșirile sursei de alimentare în sine. Această izolare se face de obicei cu un transformator, care prin designul său oferă o barieră pe care tensiunile periculoase nu le pot traversa pentru a invada restul circuitelor plăcii. O sursă de alimentare neizolată se bazează pe circuite integrate pentru separare, care nu asigură același nivel de protecție.
Separarea pe care o oferă o sursă de alimentare izolată asigură la rândul său siguranță utilizatorului. Pentru dispozitivele care reduc tensiunile ridicate, cum ar fi echipamentele medicale, nu doriți nicio șansă ca o problemă să arunce acea înaltă tensiune direct în utilizator. Pe de altă parte, componentele unei surse de alimentare izolate, cum ar fi transformatorul, ocupă spațiu suplimentar și adaugă costuri. Dacă dispozitivul nu are sistemul sau standardele de siguranță care necesită o sursă de alimentare izolată, ar putea fi mai bine fără acesta. Sursele de alimentare neizolate sunt de obicei mult mai eficiente decât sursele izolate și vor fi utilizate chiar și în aval de o sursă de alimentare izolată într-un dispozitiv.
Prin urmare, sursele de alimentare izolate vor fi utilizate în aplicații care trebuie să îndeplinească cerințele de siguranță. Consumabile neizolate vor fi folosite singure numai în aplicații în care întregul dispozitiv este închis pentru siguranța utilizatorului, cum ar fi dispozitivele IoT wireless inteligente pentru casă.
Utilizarea unui transformator într-o sursă de alimentare izolată va proteja utilizatorii de șocuri electrice
Considerații privind aspectul PCB pentru un design izolat al sursei de alimentare
Când plasați o sursă de alimentare izolată pe placa dvs. de circuite imprimate, va trebui să acceptați faptul că veți lucra cu unele componente mai mari. În funcție de nevoile de proiectare, acele transformatoare pot deveni destul de mari și ar putea arunca strategia dvs. de plasare pe fereastră.
De asemenea, ar trebui să planificați în avans pentru stivuirea stratului PCB de care va avea nevoie sursa de alimentare. Veți dori să vă asigurați că, în configurațiile plăcilor cu mai multe straturi, aveți fie o putere, fie un strat de masă între stratul exterior al plăcii în care se află componentele sursei de alimentare și straturile interioare în care poate trece rutare sensibilă.