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Leiterplatte Blog - Layout PCB Netzteil Regler

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Layout PCB Netzteil Regler

2023-04-28
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Author:iPCB

Ein Netzteilregler ist ein Stromkreis oder ein Gerät, das die Ausgangsspannung automatisch einstellen kann. Seine Funktion besteht darin, die Versorgungsspannung zu stabilisieren, die stark schwankt und die Anforderungen der elektrischen Ausrüstung innerhalb ihres Sollwertbereichs nicht erfüllt, so dass verschiedene Schaltungen oder elektrische Geräte normal an der Nennarbeitsspannung arbeiten können.


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PCB-Stromversorgungsregler


Das PCB-Design ist ein entscheidender Schritt beim Design von Schaltnetzteilen, da es erhebliche Auswirkungen auf die Leistung, EMV-Anforderungen, Zuverlässigkeit und Produzierbarkeit der Stromversorgung hat. Mit der Entwicklung der elektronischen Technologie wird das Volumen der Schaltnetzteile kleiner, die Arbeitsfrequenz wird auch höher und die Dichte der internen Geräte wird auch höher. Die Anforderungen an PCB-Layout und Verdrahtung werden immer strenger, vernünftiger und wissenschaftliches PCB-Layout macht Ihre Hausaufgaben mit halbem Aufwand doppelt so viel Ergebnis.


Der PCB-Versorgungsleistungsregler besteht aus einer spannungsstabilisierenden Schaltung, einem Steuerkreis, einem Servomotor usw. Wenn sich die Eingangsspannung oder Last ändert, nimmt der Steuerkreis Proben, vergleicht, verstärkt und treibt dann den Servomotor an, um zu drehen, wodurch die Position der Spannungsregler-Kohlebürste geändert wird. Durch die automatische Anpassung des Spulendrehverhältnisses bleibt die Ausgangsspannung stabil. Der Spannungsregler mit größerer Kapazität arbeitet ebenfalls nach dem Prinzip der Spannungskompensation.


Die Hauptfunktion des Netzteilreglers ist,

1. Stellen Sie die Ausgangsspannung des Generators ein

2. Verhindern Sie übermäßige Aufladung von Strom

3. Trennen Sie den Ladekreis ab, wenn umgekehrter Strom auftritt, und das Relais schneidet den Ladekreis schnell ab, wenn umgekehrter Strom auftritt. Regler sind in analoge und digitale Regler unterteilt. Ein Regler, der die Messwerte von Produktionsprozessesparametern mit den gegebenen Werten vergleicht, ein Ausgangssignal nach einem bestimmten Regelgesetz erzeugt und den Aktor antreibt, um die Abweichung zu beseitigen, die Parameter in der Nähe des gegebenen Wertes zu halten oder nach einem vorbestimmten Gesetz zu ändern, auch bekannt als Regelinstrument.


Eigenschaften des PCB-Stromversorgungsreglers

1. Klein und leicht:

Volumen und Gewicht betragen 1/5-1/10 des Thyristor-PCB-Netzteilreglers, sodass Sie planen, erweitern, verschieben, warten und installieren können.


2. Gute Energiesparwirkung:

Durch den Einsatz von Hochfrequenztransformatoren wird die Umwandlungseffizienz erheblich verbessert. Unter normalen Umständen wird die Effizienz um mehr als 10% im Vergleich zu Thyristorausrüstung erhöht, und wenn die Lastrate unter 70% liegt, wird die Effizienz um mehr als 30% im Vergleich zu Thyristorausrüstung erhöht.


3. Hohe Ausgangsstabilität:

Aufgrund der schnellen Ansprechgeschwindigkeit (Mikrosekundenebene) des Systems hat es starke Anpassungsfähigkeit an Änderungen der Netzleistung und -last, und die Ausgabegenauigkeit kann besser als 1%. Das Schaltnetzteil hat eine hohe Arbeitseffizienz und Regelgenauigkeit, was zur Verbesserung der Produktqualität vorteilhaft ist.


4. Die Ausgangswellenform ist einfach zu modulieren:

Aufgrund seiner hohen Arbeitsfrequenz hat seine Ausgangswellenformanpassung relativ niedrige Verarbeitungskosten, was es einfacher macht, die Ausgangswellenform entsprechend den Anforderungen des Benutzerprozesses zu ändern. Dies wirkt sich stark auf die Verbesserung der Arbeitseffizienz und die Verbesserung der Qualität der verarbeiteten Produkte am Arbeitsplatz aus.


Layoutanleitung für die Stromversorgung von Leiterplatten


PCB-Stromversorgung, auch bekannt als Leiterplatten-Gleichrichter, hat zwei prominente Anforderungen: hohe Zuverlässigkeit und hohe Gleichmäßigkeit der Beschichtung. Der PCB-Stromversorgungsregler nimmt eine brandneue Strombetriebs- und Überwachungsschaltung mit einer großen Menge an Redundanz an, die den zuverlässigen Betrieb der Stromversorgung gewährleisten kann.


Bei Netzteilen und Leiterplatten mit Onboard-Reglern ist das Schalterregler-Layout der entscheidende Faktor für die Gesamtleistung des Systems. Das Layout bestimmt Empfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen (EMI), thermisches Verhalten, Leistungsintegrität und Sicherheit. Ein gutes Layout sorgt für eine effiziente Leistungsumwandlung und Übertragung auf die Last, während Wärme von den thermischen Komponenten im Layout übertragen und eine geräuscharme Kopplung um das elektronische System gewährleistet wird.


Versuchen Sie, eine niedrige EMI aufrechtzuerhalten, indem Sie die Erdung richtig definieren, kurze Verkabelungen im Leiterplattenlayout platzieren und Stromisolierungsteile in der Leiterplatte platzieren, um eine Rauschkopplung zu vermeiden.

Wenn Rauschen im Layout vorhanden ist, Hüllkurvenverfolgung und andere Funktionen erforderlich sind oder spezifische Rauschquellen Probleme beim Design verursachen, sollten bei Bedarf geeignete Ein- und Ausgangs-EMI-Filterschaltungen verwendet werden. Verwenden Sie eine große Menge Kupfer, um einen Kühlweg weg von wichtigen Komponenten zu schaffen. Bei Bedarf können Sie ein einzigartiges Schalendesign sowie einen Kühlkörper oder Lüfter an den thermischen Komponenten in Betracht ziehen. Platzieren Sie schnelle Schalter und Hochstromschaltungen so, dass es keine parasitären Schwingungen im Design während Schaltereignisse gibt.


Die erste Schaltmodus-PCB-Netzteilregler-Layoutanleitung, die zu berücksichtigen ist, ist, wie die Erdung im Layout definiert wird. Denken Sie beim Entwurf eines Schaltnetzkreises daran, dass es fünf Erdungspunkte gibt. Diese können in verschiedene Leiter unterteilt werden, um eine Stromisolierung zu gewährleisten. Diese sind: Eingangs-Hochstromquelle Masse, Eingangs-Hochstromkreis Masse, Ausgangs-Hochstromgleichrichtung Masse, Ausgangs-Hochstrom-Lastmasse und niedrige Steuermasse.


Jede dieser Erdungsanschlüsse kann in physikalisch getrennten Leitern vorhanden sein, abhängig von der Notwendigkeit der Stromisolierung in Konverter-, Gleichrichter- oder Reglerschaltungen. Wenn die Erdung kapazitiv gekoppelt ist, kann Ihr Stromkreis Gleichtaktrauschen zulassen, z. B. durch nahe gelegene leitfähige Schalen.


Jede Hochstrom-Erdung wird als Zweig des Stromkreises verwendet, aber sein Layout sollte einen niederohmigen Rückweg für den Strom bereitstellen. Dies kann mehrere Durchgangslöcher erfordern, um zur Erdungsebene zurückzukehren, um einen hohen Strom mit geringer äquivalenter Induktivität zu ermöglichen. Diese Punkte und ihr Potential relativ zur Systemmasse werden zu Punkten für die Messung der DC- und AC-Signale, die zwischen verschiedenen Punkten in der Schaltung geleitet werden. Aufgrund der Notwendigkeit, Rauschen durch Hochstrom-AC-Erdung am Austreten zu verhindern, wird die negative Klemme des entsprechenden Filterkondensators als Anschlusspunkt für Hochstrom-Erdung verwendet.


Die beste Praxis für die Definition von Bodenflächen ist die Verwendung von großen flachen oder polygonalen Gießen. Diese Regionen bieten niederohmige Pfade, um Rauschen vom DC-Ausgang abzuleiten, und sie können hohe Rückströme verarbeiten. Sie bieten bei Bedarf auch einen Weg zur Wärmeübertragung wichtiger Komponenten. Das Platzieren von Erdungsschichten auf beiden Seiten kann abgestrahlte EMI absorbieren, Geräusche reduzieren und Erdungsschleifenfehler reduzieren. Neben der elektrostatischen Abschirmung und Ableitung von abgestrahlten EMI in Wirbelströmen trennt die Erdungsschicht auch die Netzkabel- und Netzschichtkomponenten von den Signalschichtkomponenten.


Der Erdungsbereich im Design kann je nach Funktion mehrfach benannt werden. Seien Sie vorsichtig bei der Definition von Erdungsflächen im Design und achten Sie darauf, dass diese korrekt miteinander verknüpft sind. Die Masseebene ist auch in Systemen außerhalb des Power-PCB-Layouts wichtig. Stellen Sie sicher, dass die Verbindung mit niedriger Impedanz definiert ist, ohne die Baugruppe zu beeinträchtigen.


Bei der Konstruktion von Netzteilreglern ist das PCB-Layout ein entscheidender Schritt, der einen wesentlichen Einfluss auf die Leistung und Zuverlässigkeit der Stromversorgung hat.