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Blogue PCB - Layout PCB régulateur de puissance

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Blogue PCB - Layout PCB régulateur de puissance

Layout PCB régulateur de puissance

2023-04-28
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Author:iPCB

Un régulateur de puissance est un circuit ou un dispositif d'alimentation qui peut réguler automatiquement la tension de sortie. Son rôle est de stabiliser la tension d'alimentation qui fluctue beaucoup et ne répond pas aux exigences de l'équipement électrique dans sa plage de valeurs de consigne, permettant à divers circuits ou équipements électriques de fonctionner correctement à la tension de fonctionnement nominale.


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Régulateur de puissance PCB


La conception de PCB est une étape clé dans la conception de l'alimentation à découpage, car elle a un impact significatif sur les performances, les exigences Cem, la fiabilité et la productibilité de l'alimentation. Avec le développement de la technologie électronique, les alimentations à découpage deviennent de plus en plus petites en volume, fonctionnent à des fréquences de plus en plus élevées et les dispositifs internes deviennent de plus en plus denses. Les exigences en matière de mise en page et de câblage de PCB sont de plus en plus strictes, et une mise en page de PCB rationnelle et scientifique multipliera vos tâches par deux.


Le régulateur d'alimentation PCB se compose d'un circuit de régulation de tension, d'un circuit de commande, d'un servomoteur, etc. lorsque la tension d'entrée ou la charge change, le circuit de commande échantillonne, compare, amplifie le servomoteur, puis entraîne le servomoteur en rotation, ce qui modifie la position du balai de carbone du régulateur de tension. En ajustant automatiquement le rapport des spires de la bobine, la tension de sortie reste stable. Les régulateurs de tension de plus grande capacité fonctionnent également sur le principe de la compensation de tension.


La fonction principale du régulateur de puissance est

1. Ajuster la tension de sortie du générateur

2. Empêche la surcharge de courant

3. Coupez le circuit de charge lorsque le courant inverse se produit, le relais coupera rapidement le circuit de charge lorsque le courant inverse se produit. Les régulateurs sont divisés en régulateurs analogiques et numériques. Un Contrôleur qui compare la valeur mesurée d'un paramètre d'un processus de production à une valeur donnée, produit un signal de sortie selon une certaine loi de régulation et entraîne un actionneur pour annuler les écarts de sorte que le paramètre reste proche d'une valeur donnée ou varie selon une loi prédéterminée, également appelé jauge de régulation.


Caractéristiques du régulateur d'alimentation PCB

1. Petite taille et poids léger:

Le volume et le poids sont 1 / 5 - 1 / 10 du régulateur d'alimentation PCB à thyristor, ce qui facilite la planification, l'expansion, le déplacement, l'entretien et l'installation.


2. Bon effet d'économie d'énergie:

L'efficacité de conversion est grandement améliorée grâce à l'utilisation de transformateurs haute fréquence. Dans des conditions normales, l'efficacité est améliorée de plus de 10% par rapport aux équipements à thyristors et de plus de 30% par rapport aux équipements à thyristors lorsque le taux de charge est inférieur à 70%.


3. Haute stabilité de sortie:

Grâce à la rapidité de réponse du système (de l'ordre de la microseconde), il est très adaptable aux variations de puissance et de charge du réseau électrique, avec une précision de sortie supérieure à 1%. L'efficacité de fonctionnement de l'alimentation à découpage est élevée et la précision du contrôle est élevée, ce qui est bénéfique pour améliorer la qualité du produit.


4. La forme d'onde de sortie est facile à moduler:

En raison de sa fréquence de fonctionnement élevée, son coût de traitement pour le réglage de la forme d'onde de sortie est relativement faible et il est donc plus facile de modifier la forme d'onde de sortie en fonction des exigences du processus de l'utilisateur. Cela joue un rôle important dans l'amélioration de l'efficacité du travail et de la qualité des produits transformés sur le lieu de travail.


Guide de mise en page du régulateur de puissance PCB


Les alimentations de circuits imprimés, également appelées redresseurs de cartes, ont deux exigences importantes: un revêtement de haute fiabilité et une grande uniformité. Le régulateur d'alimentation PCB utilise un tout nouveau circuit d'exploitation et de surveillance de l'alimentation avec beaucoup de redondance qui peut assurer un fonctionnement fiable de l'alimentation.


Pour les alimentations et les PCB avec régulateur embarqué, la disposition du régulateur de commutation sera le principal facteur déterminant de la performance de l'ensemble du système. La disposition détermine la sensibilité aux interférences électromagnétiques (EMI), le comportement thermique, l'intégrité de l'alimentation et la sécurité. Une bonne disposition assure une conversion de puissance et un transfert efficaces vers la charge, tout en permettant le transfert de chaleur des composants thermiques de la disposition et en assurant un couplage à faible bruit autour du système électronique.


Essayez de maintenir un faible EMI en définissant correctement la masse, en plaçant des câblages courts dans la disposition du PCB et en plaçant des composants isolés galvaniquement dans le PCB pour éviter le couplage sonore.

S'il y a du bruit dans l'agencement qui nécessite un suivi de l'enveloppe et d'autres fonctions, ou si une source de bruit spécifique pose des problèmes de conception, des circuits de filtre EMI d'entrée et de sortie appropriés doivent être utilisés si nécessaire. De grandes quantités de cuivre sont utilisées pour fournir un chemin de refroidissement loin des composants importants. Si nécessaire, vous pouvez envisager une conception de boîtier unique, ainsi que des composants de dissipation de chaleur sur un radiateur ou un ventilateur. Un interrupteur rapide et un circuit à courant élevé sont placés de sorte qu'il n'y ait pas d'oscillations parasites dans la conception lors d'un événement de commutation.


Le premier guide de mise en page du régulateur d'alimentation PCB à mode commuté considère comment définir la mise à la terre dans la mise en page. Lors de la conception d'un circuit d'alimentation à découpage, gardez à l'esprit qu'il existe cinq points de mise à la terre. Ceux - ci peuvent être divisés en différents conducteurs pour assurer l'isolation galvanique. Ce sont: une source de courant d'entrée de grande puissance, une masse de circuit de courant d'entrée de grande puissance, une masse de redressement de courant de sortie de grande puissance, une masse de charge de courant élevé de sortie et une masse de contrôle de niveau bas.


Chacune de ces connexions de masse peut être présente dans un conducteur physiquement indépendant en fonction du besoin d'isolation galvanique dans le circuit convertisseur, redresseur ou régulateur. Si la masse est couplée capacitivement, le circuit d'alimentation peut permettre un bruit de mode commun, par example par l'intermédiaire d'un boîtier conducteur à proximité.


Chaque masse à courant élevé est utilisée comme une branche du circuit de courant, mais sa disposition devrait fournir un chemin de retour à faible impédance pour le courant. Cela peut nécessiter le retour de plusieurs Vias dans le plan de masse pour permettre un courant élevé avec une faible inductance équivalente. Ces points et leur potentiel par rapport à la masse du système deviennent des points de mesure des signaux DC et AC conduits entre différents points du circuit. Comme il est nécessaire d'éviter que le bruit provenant de la masse alternative à fort courant ne s'échappe, la borne négative d'un condensateur de filtrage approprié est utilisée comme point de connexion à la masse à fort courant.


La meilleure pratique pour définir la zone de sol est d'utiliser de grandes surfaces planes ou polygonales pour la coulée. Ces zones fournissent des chemins de faible impédance pour dissiper le bruit de la sortie DC et peuvent gérer des courants de retour élevés. Ils fournissent également un chemin pour transférer la chaleur des composants importants en cas de besoin. Placer une couche de terre des deux côtés peut absorber l'EMI du rayonnement, réduire le bruit et réduire les erreurs de boucle de terre. En plus d'être utilisé pour le blindage électrostatique et la dissipation de l'EMI rayonnant dans les courants de Foucault, la couche de terre sépare également l'ensemble ligne d'alimentation et couche d'alimentation de l'ensemble couche de signal.


Les zones de mise à la terre dans la conception peuvent donner plusieurs noms en fonction de leur fonction. Soyez prudent lors de la définition des zones de mise à la terre dans votre conception et assurez - vous qu'elles sont correctement connectées ensemble. Le plan de masse est également important dans les systèmes en dehors de la disposition de la carte PCB d'alimentation. Assurez - vous de définir la connexion comme ayant une faible impédance sans affecter le composant.


Dans la conception d'un régulateur de tension d'alimentation, la conception de la disposition du PCB est une étape cruciale qui a un impact majeur sur les performances et la fiabilité de l'alimentation.