تعلم هاتين الدائرتين، تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور ليس بالأمر الصعب!

لماذا نتعلم تصميم دوائر الطاقة؟

تعد دائرة إمداد الطاقة جزءًا مهمًا من المنتج الإلكتروني، ويرتبط تصميم دائرة إمداد الطاقة ارتباطًا مباشرًا بأداء المنتج.

تصنيف دوائر إمدادات الطاقة

دوائر الطاقة لمنتجاتنا الإلكترونية تشمل بشكل أساسي مصادر الطاقة الخطية وإمدادات الطاقة ذات التردد العالي.من الناحية النظرية، فإن مصدر الطاقة الخطي هو مقدار التيار الذي يحتاجه المستخدم، وسيوفر الإدخال مقدار التيار؛إن تبديل مصدر الطاقة هو مقدار الطاقة التي يحتاجها المستخدم، ومقدار الطاقة المتوفرة في طرف الإدخال.

رسم تخطيطي لدائرة إمداد الطاقة الخطية

تعمل أجهزة الطاقة الخطية في حالة خطية، مثل رقائق منظم الجهد شائعة الاستخدام LM7805، LM317، SPX1117 وما إلى ذلك.الشكل 1 أدناه هو الرسم التخطيطي لدائرة إمداد الطاقة المنظمة LM7805.

الشكل 1: رسم تخطيطي لإمدادات الطاقة الخطية

يمكن أن نرى من الشكل أن مصدر الطاقة الخطي يتكون من مكونات وظيفية مثل التصحيح والترشيح وتنظيم الجهد وتخزين الطاقة.في الوقت نفسه، مصدر الطاقة الخطي العام هو مصدر طاقة تنظيم الجهد المتسلسل، تيار الإخراج يساوي تيار الإدخال، I1=I2+I3، I3 هو الطرف المرجعي، والتيار صغير جدًا، لذلك I1≈I3 .لماذا نريد أن نتحدث عن التيار، لأن تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور، لا يتم تعيين عرض كل سطر بشكل عشوائي، ويتم تحديده وفقًا لحجم التيار بين العقد في المخطط.يجب أن يكون الحجم الحالي وتدفق التيار واضحين لجعل اللوحة مناسبة تمامًا. 

مخطط ثنائي الفينيل متعدد الكلور لإمدادات الطاقة الخطية

عند تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور، يجب أن يكون تخطيط المكونات مضغوطًا، ويجب أن تكون جميع التوصيلات قصيرة قدر الإمكان، ويجب وضع المكونات والخطوط وفقًا للعلاقة الوظيفية للمكونات التخطيطية.مخطط إمداد الطاقة هذا هو التصحيح الأول، ثم التصفية، والتصفية هي تنظيم الجهد، وتنظيم الجهد هو مكثف تخزين الطاقة، بعد التدفق عبر المكثف إلى الدائرة الكهربائية التالية.

الشكل 2 هو مخطط ثنائي الفينيل متعدد الكلور للرسم التخطيطي أعلاه، والمخططان متشابهان.تختلف الصورة اليسرى والصورة اليمنى قليلاً، حيث يكون مصدر الطاقة في الصورة اليسرى مباشرة إلى قدم الإدخال لشريحة منظم الجهد بعد التصحيح، ثم مكثف منظم الجهد، حيث يكون تأثير ترشيح المكثف أسوأ بكثير ، والإخراج أيضًا يمثل مشكلة.الصورة على اليمين هي فكرة جيدة.يجب ألا نأخذ في الاعتبار مشكلة تدفق مصدر الطاقة الإيجابي فحسب، بل يجب أيضًا أن نأخذ في الاعتبار مشكلة التدفق العكسي، بشكل عام، يجب أن يكون خط الطاقة الموجب وخط التدفق العكسي الأرضي قريبين من بعضهما البعض قدر الإمكان.

الشكل 2: مخطط ثنائي الفينيل متعدد الكلور لإمدادات الطاقة الخطية

عند تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور لإمدادات الطاقة الخطية ، يجب علينا أيضًا الانتباه إلى مشكلة تبديد الحرارة لشريحة منظم الطاقة لمصدر الطاقة الخطي ، وكيف تأتي الحرارة ، إذا كانت الواجهة الأمامية لشريحة منظم الجهد 10 فولت ، فإن طرف الإخراج هو 5 فولت ، والتيار الناتج هو 500mA، ثم هناك انخفاض الجهد 5V على رقاقة المنظم، والحرارة المتولدة هي 2.5W؛إذا كان جهد الإدخال 15 فولت، فإن انخفاض الجهد هو 10 فولت، والحرارة المتولدة 5 واط، لذلك، نحتاج إلى تخصيص مساحة كافية لتبديد الحرارة أو المشتت الحراري المعقول وفقًا لقوة تبديد الحرارة.يستخدم مصدر الطاقة الخطي بشكل عام في المواقف التي يكون فيها فرق الضغط صغيرًا نسبيًا والتيار صغير نسبيًا، وإلا يرجى استخدام دائرة إمداد الطاقة التبديل.

مثال تخطيطي لدائرة إمداد الطاقة ذات التردد العالي

تحويل مصدر الطاقة هو استخدام الدائرة للتحكم في أنبوب التبديل للتشغيل والقطع عالي السرعة، وإنشاء شكل موجة PWM، من خلال المحث والصمام الثنائي الحالي المستمر، واستخدام التحويل الكهرومغناطيسي لطريقة تنظيم الجهد.تبديل مصدر الطاقة، والكفاءة العالية، والحرارة المنخفضة، نستخدم الدائرة بشكل عام: LM2575، MC34063، SP6659، وما إلى ذلك.من الناحية النظرية، يكون مصدر طاقة التبديل متساويًا عند طرفي الدائرة، والجهد متناسب عكسيًا، والتيار متناسب عكسيًا.

الشكل 3: رسم تخطيطي لدائرة إمداد الطاقة بتبديل LM2575

مخطط ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتحويل إمدادات الطاقة

عند تصميم PCB الخاص بمصدر طاقة التبديل، من الضروري الانتباه إلى: نقطة الإدخال لخط التغذية المرتدة والصمام الثنائي الحالي المستمر هما اللذان يتم توفير التيار المستمر لهما.كما يتبين من الشكل 3، عندما يتم تشغيل U1، يدخل التيار I2 إلى المحث L1.ما يميز المحرِّض هو أنه عندما يتدفق التيار عبر المحرِّض، لا يمكن توليده فجأة، ولا يمكن أن يختفي فجأة.إن تغيير التيار في المحث له عملية زمنية.تحت تأثير التيار النبضي I2 الذي يتدفق عبر الحث، يتم تحويل بعض الطاقة الكهربائية إلى طاقة مغناطيسية، ويزداد التيار تدريجياً، في وقت معين، تقوم دائرة التحكم U1 بإيقاف تشغيل I2، بسبب خصائص الحث، لا يمكن أن يختفي التيار فجأة، في هذا الوقت يعمل الصمام الثنائي، فهو يتولى التيار I2، لذلك يطلق عليه الصمام الثنائي الحالي المستمر، ويمكن ملاحظة أن الصمام الثنائي الحالي المستمر يستخدم في الحث.يبدأ التيار المستمر I3 من الطرف السالب لـ C3 ويتدفق إلى الطرف الموجب لـ C3 من خلال D1 وL1، وهو ما يعادل المضخة، وذلك باستخدام طاقة المحث لزيادة جهد المكثف C3.هناك أيضًا مشكلة نقطة الإدخال لخط التغذية المرتدة للكشف عن الجهد، والتي يجب تغذيتها مرة أخرى إلى المكان بعد التصفية، وإلا فإن تموج جهد الخرج سيكون أكبر.غالبًا ما يتم تجاهل هاتين النقطتين من قبل العديد من مصممي PCB لدينا، معتقدين أن نفس الشبكة ليست هي نفسها هناك، في الواقع، المكان ليس هو نفسه، وتأثير الأداء كبير.الشكل 4 هو مخطط ثنائي الفينيل متعدد الكلور لمصدر طاقة تحويل LM2575.دعونا نرى ما هو الخطأ في الرسم التخطيطي الخاطئ.

الشكل 4: رسم تخطيطي لثنائي الفينيل متعدد الكلور لمصدر طاقة تحويل LM2575

لماذا نريد التحدث عن المبدأ التخطيطي بالتفصيل، لأن المخطط يحتوي على الكثير من معلومات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، مثل نقطة الوصول الخاصة بدبوس المكون، والحجم الحالي لشبكة العقدة، وما إلى ذلك، راجع التصميم التخطيطي لثنائي الفينيل متعدد الكلور ليست مشكلة.تمثل الدوائر LM7805 وLM2575 دائرة التخطيط النموذجية لإمدادات الطاقة الخطية وإمدادات الطاقة التبديلية، على التوالي.عند صنع PCBS، يكون التخطيط والأسلاك لهذين المخططين لثنائي الفينيل متعدد الكلور مباشرة على الخط، ولكن المنتجات مختلفة ولوحة الدائرة مختلفة، ويتم ضبطها وفقًا للوضع الفعلي.

جميع التغييرات لا يمكن فصلها، وبالتالي فإن مبدأ دائرة الطاقة وطريقة اللوحة، وكل منتج إلكتروني لا يمكن فصله عن مصدر الطاقة ودائرته، وبالتالي، تعلم الدائرتين، والأخرى مفهومة أيضًا.