Hogyan kell áramkört táplálni egy áramköri lapot

Egy áramköri lapnak számos összetevője van. Az egyik legfontosabb az ellenállás. Vannak még tranzisztorok és kondenzátorok, amelyeket az elektronikus jelek kapcsolására használnak. Ezen alkatrészek mindegyike fontos és meghatározott célt szolgál. Mindezen alkatrészek megfelelő kombinációja egy működő áramköri lapot eredményez.

Ellenállás

Az ellenállásokat arra használják, hogy korlátozzák az eszközön átfolyó áram mennyiségét. Az ellenállás értékét számos paraméter befolyásolja, többek között a hőmérsékleti együttható és a tűréshatár. A hőmérsékleti együttható azt jelzi, hogy az ellenállás milyen pontosan korlátozza az áramot, és általában a nagy pontosságot igénylő alkalmazásokban határozzák meg. A hőmérsékleti együtthatót az ellenállás anyaga, valamint mechanikai kialakítása határozza meg.

Mivel az ellenállások a maximális teljesítményüknél nagyon forróak, általában a maximális teljesítményük 50% értékénél alkalmazzák őket. Ez a derating eljárás növeli a megbízhatóságot és a biztonságot. Az ellenállás maximális névleges teljesítménye a termék kialakításától és a hűtőborda használatától függően változik. A nagyméretű huzalozott ellenállások akár ezer wattos névleges teljesítményűek is lehetnek.

Az ellenállások az áramköri lap kritikus részei. Két típusuk van: átmenő furatúak és felületre szereltek. Az átmenő furatú ellenállások kisebbek, mint a felületre szerelt ellenállások, és elsősorban prototípusok készítéséhez és breadboardinghoz használják őket. A felületre szerelhető ellenállások viszont kis, fekete téglalap alakúak, amelyeket úgy terveztek, hogy a NYÁK-ra vagy a csatlakozó leszállóegységekre kerüljenek. Ezeket az ellenállásokat általában robot vagy sütő segítségével szerelik fel, és forrasztással rögzítik a helyükön.

Lineáris szabályozó

A lineáris szabályozókat az áramköri lap tápellátására használják. Ezek azonban viszonylag alacsony hatásfokúak, és sok alkalmazásban gyenge teljesítményt nyújtanak. A szabályozó hatékonysága a benne lévő tranzisztortól függ, amely változó soros ellenállásként működik. Ezenkívül a nagy bemeneti és kimeneti feszültségkülönbség nagy teljesítményleadáshoz vezet. Ennek kompenzálására a lineáris szabályozó adatlapja egy áthidaló kondenzátort ad meg.

A lineáris feszültségszabályozó három csatlakozóból áll: egy bemeneti feszültségcsapból, egy kimeneti feszültségcsapból és egy földcsatlakozásból. Ez az elektronikus áramkörök alapvető alkotóeleme, és számos alacsony fogyasztású tápellátás-kezelő rendszerben használják. Ez a szabályozó gyakori választás a NYÁK-on történő helyi feszültségátalakításhoz, és alacsonyabb zajszintet biztosít, mint a kapcsolóüzemű szabályozók. 1 és 24 V közötti bemeneti feszültséget és akár 5 A meghajtóáramot is képes biztosítani.

Ezt a típusú szabályozót jellemzően kisáramú, zajérzékeny és helyszűkében lévő alkalmazásokban használják. A szórakoztató elektronikában és az IoT-eszközökben is népszerű. Használható hallókészülék-alkalmazásokban, ahol az alacsony költség fontosabb, mint a teljesítményleadás.

Switch-Mode szabályozó

A kapcsolóüzemű szabályozó olyan elektronikus áramkörökben használt eszköz, amely a hálózati feszültséget nagyobb teljesítményű kimeneti feszültséggé alakítja. Ezeknek a tápegységeknek számos előnyük van a lineáris AC-DC tápegységekkel szemben. Kompaktak, csökkentik az energiafogyasztást, és számos gyakori elektronikus eszközben megtalálhatók. Például televíziókban, egyenáramú motorhajtásokban és a legtöbb számítógépben használják őket. Bár a kapcsolóüzemű tápegységek mögött álló technológia viszonylag új, az elektronikában egyre elterjedtebb alkatrésszé válnak.

A kapcsolószabályozó NYÁK tervezését úgy kell optimalizálni, hogy minimalizálja az áramkörben a kapcsolási áram mennyiségét. Elég rövidnek kell lennie ahhoz, hogy ne befolyásolja az áramköri lap elrendezését, és úgy kell kialakítani, hogy minimalizálja mind a sugárzott, mind a vezetett interferencia hatásait. Ezenkívül az áramköri lapnak megfelelő rézvastagsággal kell rendelkeznie a szükséges áramok elvezetéséhez. Megfelelő hőtágulási együtthatóval kell megtervezni. Fontos figyelembe venni az áramköri lap vezetőveszteségét, amely döntő fontosságú paraméter a nagysebességű SMPS tervezésekor.

Az SW csapot a bemeneti kondenzátor alá kell vezetni. A nyomvonalnak vékonynak és rövidnek kell lennie az EMI csökkentése érdekében, miközben egy kis SW-csomópontot tart fenn. Bizonyos esetekben előnyös lehet egy via-t használni az SW-tüske és egy induktor összekapcsolására. Ne feledje azonban, hogy az átvezetések további EMI-t adnak hozzá, ezért érdemes elkerülni a használatukat, hacsak nem feltétlenül szükséges.

Dióda

A dióda alapelve egyszerű: egy bizonyos áramot egy irányba enged, miközben egy másikat blokkol. A diódának két eleme van, az anód és a katód. Ez egy nyíl alakú félvezető eszköz. Ha sorba van kötve egy terheléssel, lehetővé teszi az áram áram áramlását a pozitív oldalról a negatív oldalra. A dióda egy egyszerű kételemű félvezető eszköz, amely úgy működik, mint egy tranzisztor, de két oldala van, egy anód és egy katód. Az áramot a nyíl irányába vezeti, így ha egy áramköri lapon van egy diódát használó kapcsoló, az áram a katódról az anódra fog folyni.

A dióda egy félvezető eszköz, amely lehetővé teszi, hogy szabályozza, mennyi áram folyjon át az áramkörön. Ha a dióda negatív helyzetbe kerül, akkor előrefelé van előfeszítve, így amikor a feszültség eléri a negatív csúcsértékét, a dióda áramot vezet. Az áram ezután átfolyik a kondenzátoron, amely megtartja a töltését, ahogy a bemeneti feszültség emelkedik.