چگونه می توان مشکل سوئیچ منبع تغذیه را به سرعت شناسایی کرد؟
منبع تغذیه سوئیچینگ به منبع تغذیه ای اشاره دارد که از فناوری مدرن برق الکترونیکی برای کنترل نسبت زمانی باز شدن لوله سوئیچ و بخش لوله برای حفظ ولتاژ خروجی پایدار استفاده می کند. منبع تغذیه سوئیچینگ معمولاً از آی سی کنترل مدولاسیون عرض پالس و ماسفت تشکیل شده است. با توسعه فناوری الکترونیک قدرت، توسعه و نوآوری، ساخت فناوری منبع تغذیه سوئیچینگ نیز به طور مداوم در حال نوآوری است. در ادامه نکاتی را در روند طراحی منبع تغذیه سوئیچینگ معرفی می کنم و همچنین نحوه پی بردن سریع به مشکل منبع تغذیه سوئیچینگ را در هنگام بروز مشکل در منبع تغذیه سوئیچینگ معرفی می کنم.
طرح منبع تغذیه سوئیچینگ
منبع تغذیه سوئیچینگ نوعی منبع تغذیه است که از فناوری الکترونیکی برق مدرن برای کنترل نسبت زمانی روشن و خاموش برای حفظ ولتاژ خروجی پایدار استفاده می کند. منبع تغذیه سوئیچینگ معمولاً از IC کنترل مدولاسیون عرض پالس (PWM) و ماسفت تشکیل شده است.
چیدمان هنگام طراحی منابع تغذیه سوئیچینگ فرکانس بالا بسیار مهم است. یک چیدمان خوب می تواند بسیاری از مشکلات این نوع منبع تغذیه را حل کند. مشکلات ناشی از چیدمان معمولاً در جریانهای بالا ظاهر میشوند و در اختلاف ولتاژ زیاد بین ولتاژ ورودی و خروجی آشکارتر میشوند. برخی از مشکلات اصلی کاهش تنظیم در جریان های خروجی زیاد و/یا اختلاف ولتاژ ورودی/خروجی زیاد، نویز اضافی در شکل موج خروجی و شروع و ناپایداری است. چنین مشکلاتی را می توان با اعمال چند اصل ساده در زیر به حداقل رساند.
القاگر
منابع تغذیه سوئیچینگ از سلف های کم EMI (تداخل الکترو مغناطیسی) با هسته های فریت بسته استفاده می کنند. مانند هسته های E گرد یا بسته. هسته های باز در صورتی که دارای ویژگی های EMI پایین تری باشند و دورتر از سیم ها و قطعات کم توان قرار داشته باشند نیز می توانند مورد استفاده قرار گیرند. اگر از یک هسته باز استفاده می کنید، ایده خوبی است که قطب های هسته را عمود بر PCB قرار دهید. هسته های میله ای (هسته های sTIck) معمولاً برای از بین بردن بیشتر نویزهای ناخواسته استفاده می شوند.
بازخورد
سعی کنید حلقه بازخورد را از سلف ها و منابع نویز دور نگه دارید. همچنین خط بازخورد را تا حد امکان صاف و ضخیم تر کنید. گاهی اوقات بین این دو رویکرد معاوضه ای وجود دارد، اما دور نگه داشتن خط بازخورد از EMI سلف و سایر منابع نویز مهمتر از این دو است. خط بازخورد را در سمت مقابل سلف روی PCB قرار دهید و آن را با صفحه زمین در وسط جدا کنید.
خازن فیلتر
هنگام استفاده از خازن فیلتر ورودی سرامیکی کوچک، باید تا حد امکان نزدیک به پین VIN آی سی قرار گیرد. این کار تا حد امکان اثر اندوکتانس خط را از بین می برد و به خطوط آی سی داخلی منبع ولتاژ تمیزتری می دهد. برخی از طرحهای منابع تغذیه سوئیچینگ معمولاً به دلایل پایداری نیاز به استفاده از خازن فید فوروارد متصل از خروجی به پایه فیدبک دارند. در این حالت نیز باید تا حد امکان نزدیک به آی سی قرار گیرد. استفاده از خازنهای روی سطح نیز طول سرب را کاهش میدهد و در نتیجه اتصال نویز به آنتن مؤثر (آنتن مؤثر) ناشی از اجزای سوراخ را کاهش میدهد.
جبران کردن
اگر اجزای جبران خارجی برای پایداری مورد نیاز است، آنها نیز باید تا حد امکان نزدیک به IC قرار گیرند. اجزای نصب سطحی نیز در اینجا به دلایل مشابهی که برای خازن های فیلتر مطرح شد، توصیه می شوند. این اجزا همچنین نباید خیلی نزدیک به سلف باشند.
آثار و هواپیماهای زمینی
تمام ردپای قدرت (جریان بالا) را تا حد امکان کوتاه، مستقیم و ضخیم نگه دارید. در PCB استاندارد، بهتر است حداقل عرض مطلق 15 mil ({1}}.381mm) در هر آمپر باشد. سلف، خازن خروجی و دیود خروجی باید تا حد امکان به هم نزدیک باشند. این می تواند به کاهش EMI ناشی از سوئیچینگ ردپای منبع تغذیه زمانی که جریان سوئیچینگ بزرگ از طریق آنها عبور می کند، کمک کند. این همچنین اندوکتانس و مقاومت سرب را کاهش می دهد که باعث کاهش نویزهای نویز، زنگ زدن و تلفات مقاومتی می شود که می تواند خطاهای ولتاژ ایجاد کند. زمین آی سی، خازن ورودی، خازن خروجی و دیود خروجی (در صورت وجود) باید مستقیماً به یک صفحه زمین متصل شوند. بهتر است یک صفحه زمین در دو طرف PCB باشد. این خطاهای حلقه زمین را کاهش می دهد و EMI بیشتری تولید شده توسط سلف را جذب می کند و در نتیجه نویز را کاهش می دهد. برای تخته های چندلایه با بیش از دو لایه، می توان از یک صفحه زمین برای جداسازی صفحه قدرت (منطقه ای که ردپای برق و اجزاء در آن قرار دارد) و صفحه سیگنال (منطقه ای که اجزای بازخورد و جبران در آن قرار دارند) برای بهبود عملکرد استفاده کرد. در تخته های چند لایه، vias برای اتصال آثار به صفحات مختلف مورد نیاز است. اگر ردیابی نیاز به انتقال جریان زیادی از یک طرف به طرف دیگر داشته باشد، استفاده از یک استاندارد از طریق هر 200 میلی آمپر جریان، تمرین خوبی است.
اجزاء را طوری بچینید که حلقه های جریان اولیه در یک جهت بچرخند. بسته به نحوه عملکرد رگلاتور سر دو حالت قدرت وجود دارد. یک حالت زمانی است که دهانه بسته است و حالت دیگر زمانی است که دهانه باز است. در طول هر حالت، یک حلقه جریان توسط دستگاه برقی که در حال حاضر روشن است ایجاد می شود. دستگاه های قدرت طوری چیده شده اند که حلقه جریان در هر حالت در یک جهت هدایت شود. این از معکوس شدن میدان مغناطیسی در ردپای بین دو نیم حلقه جلوگیری می کند و انتشار EMI را کاهش می دهد.
خنک کننده
هنگام استفاده از آی سی های برق نصب سطحی یا سوئیچ های برق خارجی، PCB اغلب می تواند به عنوان هیت سینک استفاده شود. این برای استفاده از سطح روکش مسی روی PCB برای کمک به دستگاه برای دفع گرما است. برای اطلاعات در مورد استفاده از اتلاف حرارتی PCB به دفترچه راهنمای دستگاه خاص مراجعه کنید. این معمولاً می تواند باعث صرفه جویی در دستگاه خنک کننده اضافه شده توسط منبع تغذیه سوئیچینگ شود.
