回路基板設計における電源設計の基本原則を理解する

基板設計における電源設計の基本原理を理解する

同様に、電源設計の基礎を理解することは、障害を回避し、高速マイクロコントローラ、メモリ チップ、およびロジック IC が設計の期待を確実に満たすために不可欠です。 この記事では、電源設計の基礎を探り、電子回路の信頼できる性能を確保するために必要な知識を提供します。

電力設計基準を正しく設定することが重要なのはなぜですか?

電源設計の基礎は、負荷の信頼性と安定性にとって重要です

この電源は、強力な 32 ビット マイクロコントローラーやその他のハイエンド IC ほど魅力的ではありません。 ただし、基本原則に従わないと、あらゆる種類の失礼な事故に直面することになります。 たとえば、電源が安定した電圧を供給できない場合、マイクロコントローラはパワーダウン リセット状態になります。 これにより、電圧がパワーダウンしきい値を下回っている限り、常にリセット状態のままになるため、マイクロコントローラーの動作が中断されます。 基板加工、基板設計、基板組立工場が基板設計を解説し、電源設計の基本原理、電源設計の基礎を理解します。

スイッチング電源は、電子機器で一般的に使用されています。 必要な電圧レベルを提供するために電圧をオン/オフする PWM コントローラーを備えています。 高速スイッチのノイズが正しくフィルタリングされていないと、負荷回路に影響を与える可能性があります。

電源設計の基本を正しく理解していないと、電源自体の性能に影響を与える問題に遭遇することもあります。 電源の温度管理に対処しないと、過熱する可能性があります。 過渡保護を無視すると、サージ損傷につながります。 これらの問題を防ぐために、まず電源の基本的なコンポーネントを確認しましょう。

電源の主要コンポーネント

電源を設計するとき、次のコンポーネントに遭遇することがよくあります。

トランスフォーマー

トランス A は、電源を絶縁するために使用されます。 主 AC 電圧をより低い値に下げ、整流回路に供給します。 絶縁型電源を設計する場合、正しい巻数比と定格電流を持つトランスを選択することが非常に重要です。

ブリッジ整流器

AC電圧をDC電圧に変換するには、ブリッジ整流器が必要です。

PWM コントローラ

スイッチ モード電源を使用する場合は、設計に PWM コントローラーを含める必要があります。 PWM コントローラは、特定のデューティ サイクルで動作するスイッチとして機能するパワー MOSFET に接続されています。 PWM コントローラは、バック、ブースト、またはバック ブースト電源構成に使用できます。 基板加工、基板設計、基板組立工場が基板設計を解説し、電源設計の基本原理、電源設計の基礎を理解します。

PWM 駆動の電源は、より効率的で発熱が少なくなります。 MOSFET の出力は一連の高周波 DC パルスであり、LC フィルターによって平滑化されます。 LC フィルターはローパス フィルターとしても使用され、高周波ノイズが負荷回路に拡散するのを防ぎます。

電源設計の課題を軽減

ラジエーターは、パワー MOSFET からの熱の放散に役立ちます

リニア電源またはスイッチング電源のいずれを設計する場合でも、熱管理は重要です。 後者は熱の発生が少なくなりますが、効果的な放熱を確保することが重要です。 ヒートシンクの穴とフィンは通常、パワー MOSFET から熱を放散するために使用されます。

また、スイッチング電源が生成するスイッチング ノイズを最小限に抑えることも課題です。 LC フィルタの適切なカットオフ値を選択することに加えて、接続ラインの寄生インダクタンスを減らすことも重要です。 これは、配線をできるだけ短くすることで実現できます。

電源は、信頼性の高い動作のために定格電流で設計する必要があります。 注意が必要な重要な側面は、配線幅です。 トレース幅は、劣化することなく最大電流を処理するのに十分な大きさである必要があります。 基板加工工場が基板設計の基本原理と電源設計の基礎を解説。