Sådan får du strøm til et printkort

Der er flere komponenter, der indgår i et printkort. En af de vigtigste er modstanden. Der er også transistorer og kondensatorer, som bruges til at skifte elektroniske signaler. Hver af disse komponenter er vigtige og tjener et bestemt formål. Den rigtige kombination af alle disse komponenter vil resultere i et fungerende printkort.

Modstand

Modstande bruges til at begrænse den mængde strøm, der kan flyde gennem en enhed. Der er flere parametre, der påvirker modstandsværdien, herunder temperaturkoefficienten og tolerancen. Temperaturkoefficienten angiver, hvor nøjagtigt modstanden vil begrænse strømmen, og er normalt specificeret i applikationer, der kræver høj præcision. Temperaturkoefficienten bestemmes af det resistive materiale såvel som dets mekaniske design.

Da modstande er meget varme ved deres maksimale effekt, anvendes de generelt ved 50% af deres maksimale effekt. Denne derating-procedure øger pålideligheden og sikkerheden. Den maksimale effekt for en modstand varierer alt efter produktets design og brugen af kølepladen. Store trådviklede modstande kan have en effekt på op til tusind watt.

Modstande er en vigtig del af et printkort. Der er to typer: gennemgående og overflademonterede. Gennemgående modstande er mindre end overflademonterede modstande og bruges primært til prototyper og breadboarding. Overflademonterede modstande er på den anden side små, sorte rektangler, der er designet til at sidde på et printkort eller parringsplader. Disse modstande monteres typisk ved hjælp af en robot eller en ovn og fastgøres med lodning.

Lineær regulator

Lineære regulatorer bruges til at forsyne et printkort med strøm. Men de har en relativt lav effektivitet og en dårlig ydeevne i mange anvendelser. Regulatorens effektivitet afhænger af transistoren indeni, som fungerer som en variabel seriemodstand. Desuden fører den store spændingsforskel mellem indgang og udgang til et stort strømforbrug. For at kompensere for dette vil databladet for den lineære regulator specificere en bypass-kondensator.

En lineær spændingsregulator består af tre terminaler: en indgangsspændingsstift, en udgangsspændingsstift og en jordforbindelse. Den er en vigtig komponent i elektroniske kredsløb og bruges i mange strømforsyningssystemer med lavt strømforbrug. Denne regulator er et almindeligt valg til lokal spændingskonvertering på et printkort og giver lavere støj end switching-mode-regulatorer. Den kan levere indgangsspændinger fra 1 til 24 V og drivstrømme på op til 5 A.

Denne type regulator bruges typisk i applikationer med lav strømstyrke, støjfølsomhed og begrænset plads. Den er også populær i forbrugerelektronik og IoT-enheder. Den kan bruges i høreapparater, hvor lave omkostninger er vigtigere end strømspredning.

Switch-Mode-regulator

En switching-mode regulator er en enhed, der bruges i elektroniske kredsløb, og som omdanner netspænding til højere effekt. Disse strømforsyninger har flere fordele i forhold til lineære AC-til-DC-strømforsyninger. De er kompakte, reducerer strømforbruget og findes i mange almindelige elektroniske enheder. De bruges f.eks. i tv'er, jævnstrømsmotorer og de fleste pc'er. Selv om teknologien bag switch-mode-strømforsyninger er relativt ny, er de ved at blive en almindelig komponent i elektronik.

Designet af et printkort til en switching regulator skal optimeres for at minimere mængden af switching-strøm i kredsløbet. Det skal være kort nok til at undgå at påvirke printkortets layout, og det skal være designet til at minimere virkningerne af både udstrålet og ledet interferens. Desuden skal kredsløbskortet have en passende kobbertykkelse til at bære de nødvendige strømme. Det skal designes med en passende termisk udvidelseskoefficient. Det er vigtigt at overveje kredsløbets ledertab, som er en afgørende parameter, når man designer en højhastigheds-SMPS.

SW-stiften skal føres under indgangskondensatoren. Sporet skal være tyndt og kort for at reducere EMI, samtidig med at der opretholdes en lille SW-knude. I nogle tilfælde kan det være en fordel at bruge en via til at forbinde SW-stiften med en induktor. Vær dog opmærksom på, at vias tilføjer yderligere EMI, så det kan være en god idé at undgå at bruge dem, medmindre de er absolut nødvendige.

Diode

Princippet bag dioden er enkelt: Den lader en bestemt strøm løbe i én retning, mens den blokerer for en anden. En diode har to elementer, anoden og katoden. Det er en halvlederenhed med en pilelignende form. Når den er forbundet i serie med en belastning, tillader den strøm at flyde fra den positive til den negative side. En diode er en simpel halvlederenhed med to elementer, der fungerer som en transistor, men som har to sider, en anode og en katode. Den leder elektricitet i pilens retning, så hvis du har et printkort med en kontakt, der bruger en diode, vil strømmen flyde fra katoden til anoden.

En diode er en halvlederenhed, som gør det muligt at kontrollere, hvor meget strøm der løber gennem kredsløbet. Når dioden er placeret i den negative position, er den forspændt fremad, så når spændingen når sin negative top, leder dioden strøm. Strømmen løber derefter gennem kondensatoren, som bevarer sin ladning, når indgangsspændingen stiger.