Cómo alimentar una placa de circuito

En una placa de circuito hay varios componentes. Uno de los más importantes es la resistencia. También hay transistores y condensadores que se utilizan para conmutar señales electrónicas. Cada uno de estos componentes es importante y tiene una función específica. La combinación correcta de todos estos componentes dará como resultado una placa de circuito que funcione.

Resistencia

Las resistencias se utilizan para limitar la cantidad de corriente que puede circular por un dispositivo. Hay varios parámetros que afectan al valor de la resistencia, como el coeficiente de temperatura y la tolerancia. El coeficiente de temperatura indica la precisión con la que la resistencia limitará la corriente, y suele especificarse en aplicaciones que requieren gran precisión. El coeficiente de temperatura viene determinado por el material resistivo, así como por su diseño mecánico.

Dado que las resistencias se calientan mucho a su potencia máxima, suelen aplicarse a 50% de su potencia máxima. Este procedimiento de reducción de potencia añade fiabilidad y seguridad. La potencia nominal máxima de una resistencia varía según el diseño del producto y el uso del disipador de calor. Las grandes resistencias bobinadas pueden tener una potencia nominal de hasta mil vatios.

Las resistencias son un componente fundamental de una placa de circuito impreso. Las hay de dos tipos: de agujero pasante y de montaje en superficie. Las de agujero pasante son más pequeñas que las de montaje superficial y se utilizan principalmente en prototipos y protoboarding. Las resistencias de montaje superficial, por su parte, son pequeños rectángulos negros diseñados para colocarse en una placa de circuito impreso o en zapatas de acoplamiento. Estas resistencias se montan normalmente con un robot o un horno y se fijan con soldadura.

Regulador lineal

Los reguladores lineales se utilizan para suministrar energía a una placa de circuito. Sin embargo, su eficiencia es relativamente baja y su rendimiento es deficiente en muchas aplicaciones. La eficiencia del regulador depende del transistor interior, que funciona como una resistencia en serie variable. Además, el gran diferencial de tensión entre la entrada y la salida provoca una gran disipación de potencia. Para compensar esto, la hoja de datos del regulador lineal especificará un condensador de derivación.

Un regulador de tensión lineal consta de tres terminales: una patilla de tensión de entrada, una patilla de tensión de salida y una conexión a tierra. Es un componente esencial de los circuitos electrónicos y se utiliza en muchos sistemas de gestión de alimentación de baja potencia. Este regulador es una opción habitual para la conversión de tensión local en una placa de circuito impreso y proporciona menos ruido que los reguladores conmutados. Puede proporcionar tensiones de entrada de 1 a 24 V y corrientes de accionamiento de hasta 5 A.

Este tipo de regulador se utiliza normalmente en aplicaciones de baja corriente, sensibles al ruido y con limitaciones de espacio. También es popular en electrónica de consumo y dispositivos IoT. Puede utilizarse en aplicaciones de audífonos, donde el bajo coste es más importante que la disipación de potencia.

Regulador conmutado

Un regulador conmutado es un dispositivo utilizado en circuitos electrónicos que convierte la tensión de red en una salida de mayor potencia. Estas fuentes de alimentación tienen varias ventajas sobre las fuentes de alimentación lineales de CA a CC. Son compactas, reducen el consumo de energía y pueden encontrarse en muchos dispositivos electrónicos comunes. Por ejemplo, se utilizan en televisores, motores de corriente continua y la mayoría de los PC. Aunque la tecnología de las fuentes de alimentación conmutadas es relativamente nueva, se están convirtiendo en un componente habitual de la electrónica.

El diseño de una placa de circuito impreso de un regulador de conmutación debe optimizarse para minimizar la cantidad de corriente de conmutación en el circuito. Debe ser lo suficientemente corta como para no afectar a la disposición de la placa de circuito y debe diseñarse para minimizar los efectos de las interferencias radiadas y conducidas. Además, la placa de circuito debe tener un grosor de cobre adecuado para transportar las corrientes requeridas. Debe diseñarse con un coeficiente de dilatación térmica adecuado. Es importante tener en cuenta la pérdida de conductor de la placa de circuito, que es un parámetro crucial a la hora de diseñar una SMPS de alta velocidad.

La patilla SW debe colocarse debajo del condensador de entrada. El trazado debe ser fino y corto para reducir la EMI, manteniendo un nodo SW pequeño. En algunos casos, puede ser ventajoso utilizar una vía para conectar el pin SW a un inductor. Sin embargo, tenga en cuenta que las vías añaden EMI adicional, por lo que es posible que desee evitar su uso a menos que sean absolutamente necesarias.

Diodo

El principio en el que se basa el diodo es sencillo: permite que una determinada corriente circule en una dirección mientras bloquea otra. Un diodo tiene dos elementos, el ánodo y el cátodo. Es un dispositivo semiconductor con forma de flecha. Cuando se conecta en serie con una carga, permite que la corriente fluya del lado positivo al negativo. Un diodo es un dispositivo semiconductor simple de dos elementos que funciona como un transistor pero tiene dos lados, un ánodo y un cátodo. Conduce la electricidad en la dirección de la flecha, por lo que si tienes una placa de circuito con un interruptor que utiliza un diodo, la corriente fluirá del cátodo al ánodo.

Un diodo es un dispositivo semiconductor que permite controlar la cantidad de corriente que circula por el circuito. Cuando el diodo se coloca en la posición negativa, está polarizado hacia delante, de modo que cuando la tensión alcanza su pico negativo, el diodo conduce la corriente. La corriente fluye entonces a través del condensador, que retiene su carga a medida que aumenta la tensión de entrada.