Como alimentar uma placa de circuitos

Existem vários componentes que fazem parte de uma placa de circuitos. Um dos mais importantes é a resistência. Existem também transístores e condensadores que são utilizados para comutar sinais electrónicos. Cada um destes componentes é importante e tem um objetivo específico. A combinação correcta de todos estes componentes resultará numa placa de circuitos que funciona.

Resistência

As resistências são utilizadas para limitar a quantidade de corrente que pode fluir através de um dispositivo. Existem vários parâmetros que afectam o valor da resistência, incluindo o coeficiente de temperatura e a tolerância. O coeficiente de temperatura indica a exatidão com que a resistência limita a corrente e é normalmente especificado em aplicações que requerem elevada precisão. O coeficiente de temperatura é determinado pelo material resistivo, bem como pelo seu design mecânico.

Uma vez que as resistências estão muito quentes na sua potência máxima, são geralmente aplicadas a 50% da sua potência máxima. Este procedimento de redução acrescenta fiabilidade e segurança. A potência nominal máxima de um resistor varia de acordo com o design do produto e o uso do dissipador de calor. As resistências de fio enrolado de grandes dimensões podem ter uma potência nominal de até mil watts.

As resistências são uma parte essencial de uma placa de circuitos. Existem dois tipos: de passagem e de montagem em superfície. As resistências de passagem são mais pequenas do que as resistências de montagem em superfície e são utilizadas principalmente em prototipagem e breadboarding. As resistências de montagem em superfície, por outro lado, são pequenos rectângulos pretos concebidos para serem colocados numa placa de circuito impresso ou em bases de ligação. Estas resistências são normalmente montadas utilizando um robô ou um forno, e são fixadas no lugar com solda.

Regulador linear

Os reguladores lineares são utilizados para fornecer energia a uma placa de circuitos. No entanto, são relativamente pouco eficientes e têm um desempenho fraco em muitas aplicações. A eficiência do regulador depende do transístor no seu interior, que funciona como uma resistência em série variável. Além disso, o grande diferencial de tensão de entrada para saída leva a uma grande dissipação de energia. Para compensar este facto, a folha de dados do regulador linear especificará um condensador de bypass.

Um regulador de tensão linear é composto por três terminais: um pino de tensão de entrada, um pino de tensão de saída e uma ligação à terra. É um componente essencial dos circuitos electrónicos e é utilizado em muitos sistemas de gestão de alimentação de baixa potência. Este regulador é uma escolha comum para a conversão de tensão local numa placa de circuito impresso e proporciona menos ruído do que os reguladores de modo de comutação. Pode fornecer tensões de entrada de 1 a 24V e correntes de acionamento até 5A.

Este tipo de regulador é normalmente utilizado em aplicações de baixa corrente, sensíveis ao ruído e com restrições de espaço. É também popular em eletrónica de consumo e dispositivos IoT. Pode ser usado em aplicações de aparelhos auditivos, onde o baixo custo é mais importante do que a dissipação de energia.

Regulador de modo de comutação

Um regulador de modo de comutação é um dispositivo utilizado em circuitos electrónicos que converte a tensão da rede eléctrica numa saída de maior potência. Estas fontes de alimentação têm várias vantagens em relação às fontes de alimentação lineares AC-to-DC. São compactas, reduzem o consumo de energia e podem ser encontradas em muitos dispositivos electrónicos comuns. Por exemplo, são utilizadas em televisores, accionamentos de motores CC e na maioria dos PCs. Embora a tecnologia por detrás das fontes de alimentação de modo comutado seja relativamente nova, estão a tornar-se um componente comum na eletrónica.

O design da placa de circuito impresso de um regulador de comutação deve ser optimizado para minimizar a quantidade de corrente de comutação no circuito. Deve ser suficientemente curta para evitar afetar a disposição da placa de circuito impresso e deve ser concebida para minimizar os efeitos da interferência irradiada e conduzida. Além disso, a placa de circuito deve ter uma espessura de cobre adequada para transportar as correntes necessárias. Deve ser projectada com um coeficiente de expansão térmica adequado. É importante ter em conta a perda de condutores da placa de circuitos, que é um parâmetro crucial na conceção de um SMPS de alta velocidade.

O pino SW deve ser encaminhado por baixo do condensador de entrada. O traço deve ser fino e curto para reduzir a EMI, mantendo um pequeno nó SW. Em alguns casos, pode ser vantajoso utilizar uma via para ligar o pino SW a um indutor. No entanto, tenha em atenção que as vias acrescentam EMI adicional, pelo que deve evitar utilizá-las, exceto se forem absolutamente necessárias.

Díodo

O princípio subjacente ao díodo é simples: permite que uma determinada corrente flua numa direção enquanto bloqueia outra. Um díodo tem dois elementos, o ânodo e o cátodo. É um dispositivo semicondutor com a forma de uma seta. Quando ligado em série com uma carga, permite que a corrente flua do lado positivo para o negativo. Um díodo é um dispositivo semicondutor simples de dois elementos que funciona como um transístor, mas tem dois lados, um ânodo e um cátodo. Conduz eletricidade no sentido da seta, pelo que se tivermos uma placa de circuito com um interrutor que utilize um díodo, a corrente fluirá do cátodo para o ânodo.

Um díodo é um dispositivo semicondutor que permite controlar a quantidade de corrente que passa pelo circuito. Quando o díodo é colocado na posição negativa, é polarizado para a frente, de modo que quando a tensão atinge o seu pico negativo, o díodo conduz corrente. A corrente flui então através do condensador, que retém a sua carga à medida que a tensão de entrada aumenta.