Bir Devre Kartına Nasıl Güç Verilir

Bir devre kartına giren çeşitli bileşenler vardır. En önemlilerinden biri dirençtir. Elektronik sinyalleri değiştirmek için kullanılan transistörler ve kapasitörler de vardır. Bu bileşenlerin her biri önemlidir ve belirli bir amaca hizmet eder. Tüm bu bileşenlerin doğru kombinasyonu, çalışan bir devre kartıyla sonuçlanacaktır.

Direnç

Dirençler, bir cihazdan akabilecek akım miktarını sınırlamak için kullanılır. Sıcaklık katsayısı ve tolerans dahil olmak üzere direnç değerini etkileyen çeşitli parametreler vardır. Sıcaklık katsayısı, direncin akımı ne kadar doğru bir şekilde sınırlayacağını gösterir ve genellikle yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarda belirtilir. Sıcaklık katsayısı, dirençli malzemenin yanı sıra mekanik tasarımı tarafından belirlenir.

Dirençler maksimum güç değerlerinde çok sıcak olduklarından, genellikle maksimum güçlerinin 50%'sinde uygulanırlar. Bu değer düşürme prosedürü güvenilirlik ve güvenlik sağlar. Bir direncin maksimum güç değeri, ürünün tasarımına ve soğutucu kullanımına göre değişecektir. Büyük tel sargılı dirençler bin watt'a kadar derecelendirilebilir.

Dirençler bir devre kartının kritik bir parçasıdır. İki türü vardır: delikten geçen ve yüzeye monte edilen. Delikli dirençler yüzey montajlı dirençlerden daha küçüktür ve öncelikle prototipleme ve breadboarding işlemlerinde kullanılır. Yüzey montajlı dirençler ise bir PCB veya eşleşen iniş pedleri üzerine oturacak şekilde tasarlanmış küçük, siyah dikdörtgenlerdir. Bu dirençler tipik olarak bir robot veya fırın kullanılarak monte edilir ve lehim ile yerine sabitlenir.

Doğrusal regülatör

Doğrusal regülatörler bir devre kartına güç sağlamak için kullanılır. Bununla birlikte, nispeten düşük verimlidirler ve birçok uygulamada düşük performansa sahiptirler. Regülatörün verimliliği, değişken bir seri direnç gibi işlev gören içindeki transistöre bağlıdır. Buna ek olarak, büyük giriş-çıkış voltaj farkı büyük güç kaybına yol açar. Bunu telafi etmek için doğrusal regülatörün veri sayfasında bir bypass kondansatörü belirtilir.

Doğrusal bir voltaj regülatörü üç terminalden oluşur: bir giriş voltajı pimi, bir çıkış voltajı pimi ve bir toprak bağlantısı. Elektronik devrelerin önemli bir bileşenidir ve birçok düşük güç kaynağı yönetim sisteminde kullanılır. Bu regülatör, bir PCB üzerinde yerel voltaj dönüşümü için yaygın bir seçimdir ve anahtarlama modu regülatörlerinden daha düşük gürültü sağlar. 1'den 24V'a kadar giriş gerilimleri ve 5A'ya kadar sürücü akımları sağlayabilir.

Bu tip regülatörler tipik olarak düşük akımlı, gürültüye duyarlı ve alan kısıtlamalı uygulamalarda kullanılır. Tüketici elektroniği ve IoT cihazlarında da popülerdir. Düşük maliyetin güç dağılımından daha önemli olduğu işitme cihazı uygulamalarında kullanılabilir.

Anahtar Modlu regülatör

Anahtarlama modlu regülatör, elektronik devrelerde kullanılan ve şebeke voltajını daha yüksek güç çıkışına dönüştüren bir cihazdır. Bu güç kaynaklarının doğrusal AC-DC güç kaynaklarına göre çeşitli avantajları vardır. Kompakttırlar, güç tüketimini azaltırlar ve birçok yaygın elektronik cihazda bulunabilirler. Örneğin, TV'lerde, dc motor sürücülerinde ve çoğu PC'de kullanılırlar. Anahtar modlu güç kaynaklarının arkasındaki teknoloji nispeten yeni olsa da, elektronikte yaygın bir bileşen haline gelmektedirler.

Bir anahtarlama regülatörü PCB'sinin tasarımı, devredeki anahtarlama akımı miktarını en aza indirecek şekilde optimize edilmelidir. Devre kartının düzenini etkilemekten kaçınacak kadar kısa olmalı ve hem yayılan hem de iletilen parazitin etkilerini en aza indirecek şekilde tasarlanmalıdır. Buna ek olarak, devre kartı gerekli akımları taşımak için yeterli bakır kalınlığına sahip olmalıdır. Uygun bir termal genleşme katsayısı ile tasarlanmalıdır. Yüksek hızlı bir SMPS tasarlarken çok önemli bir parametre olan devre kartının iletken kaybını dikkate almak önemlidir.

SW pimi giriş kapasitörünün altına yönlendirilmelidir. Küçük bir SW düğümünü korurken EMI'yi azaltmak için iz ince ve kısa olmalıdır. Bazı durumlarda, SW pinini bir indüktöre bağlamak için bir via kullanmak avantajlı olabilir. Ancak, viaların ek EMI eklediğini unutmayın, bu nedenle kesinlikle gerekli olmadıkça bunları kullanmaktan kaçınmak isteyebilirsiniz.

Diyot

Diyotun arkasındaki prensip basittir: belirli bir akımın bir yönde akmasına izin verirken başka bir akımı engeller. Bir diyotun anot ve katot olmak üzere iki elemanı vardır. Ok benzeri bir şekle sahip yarı iletken bir cihazdır. Bir yük ile seri bağlandığında, akımın pozitif taraftan negatif tarafa akmasına izin verir. Bir diyot, bir transistör gibi işlev gören basit bir iki elemanlı yarı iletken cihazdır, ancak bir anot ve bir katot olmak üzere iki tarafı vardır. Elektriği ok yönünde iletir, bu nedenle diyot kullanan bir anahtarı olan bir devre kartınız varsa, akım katottan anoda akacaktır.

Diyot, devreden ne kadar akım geçeceğini kontrol etmenizi sağlayan yarı iletken bir cihazdır. Diyot negatif konuma yerleştirildiğinde, ileri yönlüdür, böylece voltaj negatif tepe noktasına ulaştığında diyot akımı iletir. Akım daha sonra, giriş voltajı yükseldikçe yükünü koruyan kapasitörden akar.