પાવર સર્કિટ ડિઝાઇન કેમ શીખો
પાવર સપ્લાય સર્કિટ એ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનનો એક મહત્વપૂર્ણ ભાગ છે, પાવર સપ્લાય સર્કિટની ડિઝાઇન સીધી ઉત્પાદનની કામગીરી સાથે સંબંધિત છે.
પાવર સપ્લાય સર્કિટનું વર્ગીકરણ
અમારા ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનોના પાવર સર્કિટમાં મુખ્યત્વે લીનિયર પાવર સપ્લાય અને ઉચ્ચ-આવર્તન સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયનો સમાવેશ થાય છે. સિદ્ધાંતમાં, રેખીય પાવર સપ્લાય એ છે કે વપરાશકર્તાને કેટલી વર્તમાનની જરૂર છે, ઇનપુટ કેટલો વર્તમાન પ્રદાન કરશે; સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય એ છે કે વપરાશકર્તાને કેટલી શક્તિની જરૂર છે અને ઇનપુટના અંતે કેટલી શક્તિ પ્રદાન કરવામાં આવે છે.
રેખીય પાવર સપ્લાય સર્કિટનું યોજનાકીય રેખાકૃતિ
લીનિયર પાવર ડિવાઇસ રેખીય સ્થિતિમાં કામ કરે છે, જેમ કે અમારી સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર ચિપ્સ LM7805, LM317, SPX1117 અને તેથી વધુ. નીચે આકૃતિ 1 એ LM7805 રેગ્યુલેટેડ પાવર સપ્લાય સર્કિટની યોજનાકીય રેખાકૃતિ છે.
આકૃતિ 1 રેખીય વીજ પુરવઠાની યોજનાકીય રેખાકૃતિ
તે આકૃતિ પરથી જોઈ શકાય છે કે રેખીય વીજ પુરવઠો સુધારણા, ફિલ્ટરિંગ, વોલ્ટેજ નિયમન અને ઊર્જા સંગ્રહ જેવા કાર્યાત્મક ઘટકોથી બનેલો છે. તે જ સમયે, સામાન્ય રેખીય વીજ પુરવઠો એ શ્રેણીના વોલ્ટેજ નિયમન પાવર સપ્લાય છે, આઉટપુટ વર્તમાન ઇનપુટ વર્તમાનની બરાબર છે, I1=I2+I3, I3 એ સંદર્ભ અંત છે, વર્તમાન ખૂબ નાનો છે, તેથી I1≈I3 . શા માટે આપણે વર્તમાન વિશે વાત કરવા માંગીએ છીએ, કારણ કે PCB ડિઝાઇન, દરેક લાઇનની પહોળાઈ રેન્ડમલી સેટ નથી, તે યોજનાકીયમાં ગાંઠો વચ્ચેના પ્રવાહના કદ અનુસાર નક્કી કરવાની છે. બોર્ડને યોગ્ય બનાવવા માટે વર્તમાન કદ અને વર્તમાન પ્રવાહ સ્પષ્ટ હોવો જોઈએ.
લીનિયર પાવર સપ્લાય પીસીબી ડાયાગ્રામ
PCB ની રચના કરતી વખતે, ઘટકોનું લેઆઉટ કોમ્પેક્ટ હોવું જોઈએ, બધા જોડાણો શક્ય તેટલા ટૂંકા હોવા જોઈએ, અને ઘટકો અને રેખાઓ યોજનાકીય ઘટકોના કાર્યાત્મક સંબંધ અનુસાર નાખવા જોઈએ. આ પાવર સપ્લાય ડાયાગ્રામ એ પ્રથમ સુધારણા છે, અને પછી ફિલ્ટરિંગ, ફિલ્ટરિંગ એ વોલ્ટેજ રેગ્યુલેશન છે, વોલ્ટેજ રેગ્યુલેશન એ એનર્જી સ્ટોરેજ કેપેસિટર છે, કેપેસિટર દ્વારા નીચેના સર્કિટ વીજળીમાં વહેતા પછી.
આકૃતિ 2 એ ઉપરોક્ત યોજનાકીય આકૃતિનું PCB ડાયાગ્રામ છે, અને બે આકૃતિઓ સમાન છે. ડાબું ચિત્ર અને જમણું ચિત્ર થોડું અલગ છે, ડાબી ચિત્રમાં પાવર સપ્લાય સુધારણા પછી સીધા વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર ચિપના ઇનપુટ પગમાં છે અને પછી વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર કેપેસિટર, જ્યાં કેપેસિટરની ફિલ્ટરિંગ અસર વધુ ખરાબ છે. , અને આઉટપુટ પણ સમસ્યારૂપ છે. જમણી બાજુનું ચિત્ર સારું છે. આપણે માત્ર હકારાત્મક વીજ પુરવઠાની સમસ્યાના પ્રવાહને જ ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ નહીં, પરંતુ બેકફ્લો સમસ્યાને પણ ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ, સામાન્ય રીતે, હકારાત્મક પાવર લાઇન અને ગ્રાઉન્ડ બેકફ્લો લાઇન શક્ય તેટલી એકબીજાની નજીક હોવા જોઈએ.
આકૃતિ 2 લીનિયર પાવર સપ્લાયનો PCB ડાયાગ્રામ
લીનિયર પાવર સપ્લાય પીસીબીને ડિઝાઇન કરતી વખતે, આપણે લીનિયર પાવર સપ્લાયની પાવર રેગ્યુલેટર ચિપની હીટ ડિસીપેશન સમસ્યા પર પણ ધ્યાન આપવું જોઈએ, ગરમી કેવી રીતે આવે છે, જો વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર ચિપ ફ્રન્ટ એન્ડ 10V છે, આઉટપુટ એન્ડ 5V છે, અને આઉટપુટ કરંટ 500mA છે, પછી રેગ્યુલેટર ચિપ પર 5V વોલ્ટેજ ડ્રોપ છે, અને જનરેટ થતી ગરમી 2.5W છે; જો ઇનપુટ વોલ્ટેજ 15V છે, તો વોલ્ટેજ ડ્રોપ 10V છે, અને જનરેટ થનારી ગરમી 5W છે, તેથી, આપણે ગરમીના વિસર્જનની શક્તિ અનુસાર પૂરતી ગરમીના વિસર્જનની જગ્યા અથવા વાજબી હીટ સિંકને અલગ રાખવાની જરૂર છે. લીનિયર પાવર સપ્લાયનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે એવી પરિસ્થિતિઓમાં થાય છે જ્યાં દબાણનો તફાવત પ્રમાણમાં નાનો હોય અને વર્તમાન પ્રમાણમાં નાનો હોય, અન્યથા, કૃપા કરીને સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય સર્કિટનો ઉપયોગ કરો.
ઉચ્ચ આવર્તન સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય સર્કિટ યોજનાકીય ઉદાહરણ
સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય એ સર્કિટનો ઉપયોગ હાઇ-સ્પીડ ઓન-ઓફ અને કટ-ઓફ માટે સ્વિચિંગ ટ્યુબને નિયંત્રિત કરવા, PWM વેવફોર્મ જનરેટ કરવા, ઇન્ડક્ટર અને સતત વર્તમાન ડાયોડ દ્વારા, વોલ્ટેજને નિયંત્રિત કરવાના માર્ગના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રૂપાંતરણનો ઉપયોગ કરવાનો છે. સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, ઓછી ગરમી, અમે સામાન્ય રીતે સર્કિટનો ઉપયોગ કરીએ છીએ: LM2575, MC34063, SP6659 અને તેથી વધુ. સિદ્ધાંતમાં, સર્કિટના બંને છેડે સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય સમાન છે, વોલ્ટેજ વ્યસ્ત પ્રમાણસર છે, અને વર્તમાન વિપરિત પ્રમાણસર છે.
આકૃતિ 3 LM2575 સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય સર્કિટનું યોજનાકીય રેખાકૃતિ
સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયનો PCB ડાયાગ્રામ
સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયના પીસીબીને ડિઝાઇન કરતી વખતે, તેના પર ધ્યાન આપવું જરૂરી છે: પ્રતિસાદ લાઇનનો ઇનપુટ પોઇન્ટ અને સતત વર્તમાન ડાયોડ એ છે કે જેના માટે સતત વર્તમાન આપવામાં આવે છે. આકૃતિ 3 માંથી જોઈ શકાય છે, જ્યારે U1 ચાલુ થાય છે, વર્તમાન I2 ઇન્ડક્ટર L1 માં પ્રવેશ કરે છે. ઇન્ડક્ટરની લાક્ષણિકતા એ છે કે જ્યારે ઇન્ડક્ટરમાંથી વિદ્યુતપ્રવાહ વહે છે, ત્યારે તે અચાનક ઉત્પન્ન થઈ શકતો નથી અને તે અચાનક અદૃશ્ય થઈ શકતો નથી. ઇન્ડક્ટરમાં વર્તમાનના ફેરફારની સમય પ્રક્રિયા હોય છે. ઇન્ડક્ટન્સમાંથી વહેતા સ્પંદિત વર્તમાન I2 ની ક્રિયા હેઠળ, કેટલીક વિદ્યુત ઊર્જા ચુંબકીય ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે, અને વર્તમાન ધીમે ધીમે વધે છે, ચોક્કસ સમયે, નિયંત્રણ સર્કિટ U1 I2 બંધ કરે છે, ઇન્ડક્ટન્સની લાક્ષણિકતાઓને કારણે, વર્તમાન અચાનક અદૃશ્ય થઈ શકતો નથી, આ સમયે ડાયોડ કામ કરે છે, તે વર્તમાન I2 ને કબજે કરે છે, તેથી તેને સતત વર્તમાન ડાયોડ કહેવામાં આવે છે, તે જોઈ શકાય છે કે સતત વર્તમાન ડાયોડનો ઉપયોગ ઇન્ડક્ટન્સ માટે થાય છે. સતત પ્રવાહ I3 C3 ના નકારાત્મક અંતથી શરૂ થાય છે અને D1 અને L1 દ્વારા C3 ના હકારાત્મક અંતમાં વહે છે, જે પંપની સમકક્ષ છે, કેપેસિટર C3 ના વોલ્ટેજને વધારવા માટે ઇન્ડક્ટરની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. વોલ્ટેજ ડિટેક્શનની ફીડબેક લાઇનના ઇનપુટ પોઇન્ટની સમસ્યા પણ છે, જે ફિલ્ટર કર્યા પછી તે જગ્યાએ પાછી આપવી જોઈએ, અન્યથા આઉટપુટ વોલ્ટેજ રિપલ મોટી હશે. અમારા ઘણા PCB ડિઝાઇનરો દ્વારા આ બે મુદ્દાઓને ઘણીવાર અવગણવામાં આવે છે, એવું વિચારીને કે ત્યાં સમાન નેટવર્ક સમાન નથી, વાસ્તવમાં, સ્થળ સમાન નથી, અને પ્રદર્શન પ્રભાવ મહાન છે. આકૃતિ 4 એ LM2575 સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયનું PCB ડાયાગ્રામ છે. ચાલો જોઈએ કે ખોટા ડાયાગ્રામમાં શું ખોટું છે.
LM2575 સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયનો આકૃતિ 4 PCB ડાયાગ્રામ
શા માટે આપણે યોજનાકીય સિદ્ધાંત વિશે વિગતવાર વાત કરવા માંગીએ છીએ, કારણ કે યોજનામાં ઘણી બધી PCB માહિતી હોય છે, જેમ કે ઘટક પિનનો એક્સેસ પોઈન્ટ, નોડ નેટવર્કનું વર્તમાન કદ, વગેરે, જુઓ યોજનાકીય, PCB ડિઝાઇન સમસ્યા નથી. LM7805 અને LM2575 સર્કિટ અનુક્રમે લીનિયર પાવર સપ્લાય અને સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયના લાક્ષણિક લેઆઉટ સર્કિટનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. PCBS બનાવતી વખતે, આ બે PCB ડાયાગ્રામનું લેઆઉટ અને વાયરિંગ સીધી લાઇન પર હોય છે, પરંતુ ઉત્પાદનો અલગ હોય છે અને સર્કિટ બોર્ડ અલગ હોય છે, જે વાસ્તવિક પરિસ્થિતિ અનુસાર ગોઠવાય છે.
બધા ફેરફારો અવિભાજ્ય છે, તેથી પાવર સર્કિટનો સિદ્ધાંત અને બોર્ડ જે રીતે છે, અને દરેક ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદન પાવર સપ્લાય અને તેના સર્કિટથી અવિભાજ્ય છે, તેથી, બે સર્કિટ શીખો, અન્ય પણ સમજાય છે.
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-04-2023
