電路設計 - 功率模組的PCB設計

電源電路是電子產品的重要組成部分。 電源電路的設計直接影響產品的效能。

電源電路的分類

PCB工廠的電源電路主要包括線性電源和高頻開關電源. 理論上, 線性電源是用戶需要多少電流, 輸入端必須提供多少電流； 開關電源是用戶需要的功率, 輸入端提供多少功率.

線性功率電路示意圖示例

線性電源電源設備工作在線性狀態，例如我們常用的電壓調節器晶片LM7805、LM317、SPX1117等。線性電源由整流、濾波、穩壓和儲能等功能部件組成。 同時，通常使用的線性電源是串聯穩定電源，輸出電流等於輸入電流，I1=I2+I3，I3是參攷端子，並且電流非常小，囙此I1–I3。 我們之所以談論電流，是因為在PCB設計期間，每條線的寬度不是隨機設定的，而是根據原理圖中元件節點之間的電流確定的（請檢查“PCB設計銅和鉑厚度、線寬和電流關係表”）。 電流的大小和方向必須明確，以便電路板剛好正確。

線性電源 PCB圖

在設計PCB時，元件的佈局應緊湊，所有連接應盡可能短，元件和軌跡應根據原理圖元件的功能關係進行佈局。 在此電源圖中，在電壓穩定之前對其進行整流、濾波和濾波。 電壓穩定後，使用儲能電容器。 電容器流過電容器後，功率用於後續電路。

在設計線性電源PCB時，還應注意線性電源功率調節器晶片的散熱問題。 熱量是怎麼來的？ 如果調節器晶片的前端電壓為10V，輸出端為5V，輸出電流為500mA，則它位於調節器晶片中。 電壓降為5V，產生的熱量為2.5W； 如果輸入電壓為15V，電壓降為10V，產生的熱量為5W。 囙此，我們的佈局是根據散熱功率預留足够的散熱空間或合理的散熱片。 線性電源一般用於電壓差相對較小、電流相對較小的場合，否則請切換到開關電源電路。

高頻開關電源電路原理圖示例

開關電源是利用電路控制開關管進行高速通斷，通過電感和續流二極體產生PWM波形，並利用電磁功率轉換方法調節電壓。 開關電源具有高功率、高效率和低熱。 我們通常使用的電路有：LM2575、MC34063、SP6659等。理論上，開關電源在電路兩端的功率相同，電壓成反比，電流成反比。

在設計開關電源PCB時，需要注意的要點是：迴響線的引入點和誰是用於續流的續流二極體。 從圖3可以看出，當U1接通時，電流I2進入電感器L1。 電感器的特點是電流流過電感器時，電流不會突然發生或消失。 電感器中的電流變化有一個時間過程。 在流經電感器的脈衝電流I2的作用下，部分電能轉換為磁能，電流逐漸新增。 在某一時刻，控制電路U1關閉I2。 由於電感的特性，電流不會突然消失，二極體在此時工作，它接管電流I2，囙此被稱為續流二極體。 可以看出，續流二極體用於電感器。 續流電流I3從C3的負極端子開始，在D1和L1之後流入C3的正極端子。 這相當於水泵，利用電感能量新增電容器C3的電壓。

還有一個問題是在電壓檢測的迴響線中引入點，這些點應在濾波後迴響，否則輸出電壓紋波將更大。 這兩點經常被我們的許多PCB設計師忽視，他們認為同一個網絡的連接位置不同。 事實上，連接位置不同，對效能的影響很大。 圖4是LM2575開關電源的PCB圖。 讓我們看一看錯誤的圖片。

為什麼我們需要詳細解釋原理圖的原理, 因為原理圖包含了很多關於繪製PCB的資訊, 例如組件引脚的接入點, 節點網絡的當前大小, 等., 在清楚地看到示意圖後, 這個 PCB設計 不是問題. LM7805和LM2575電路分別代表線性電源和開關電源的典型佈局電路. 製作PCB時, 您可以直接遵循這兩個的佈局和接線 PCB圖s, 但產品不同，電路板也不同. 根據實際情況進行調整.

電源電路的原理和佈局方法是相同的，每個電子產品都離不開電源及其電路。 囙此，在學習了這兩個電路後，其他電路也很清楚。 挺胸。