પાવર સર્કિટ ડિઝાઇન કેમ શીખવી
પાવર સપ્લાય સર્કિટ એ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનનો એક મહત્વપૂર્ણ ભાગ છે, પાવર સપ્લાય સર્કિટની ડિઝાઇન સીધી રીતે ઉત્પાદનના પ્રદર્શન સાથે સંબંધિત છે.
પાવર સપ્લાય સર્કિટનું વર્ગીકરણ
અમારા ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનોના પાવર સર્કિટમાં મુખ્યત્વે રેખીય પાવર સપ્લાય અને ઉચ્ચ-આવર્તન સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયનો સમાવેશ થાય છે. સિદ્ધાંતમાં, રેખીય પાવર સપ્લાય એ છે કે વપરાશકર્તાને કેટલો કરંટ જોઈએ છે, ઇનપુટ કેટલો કરંટ આપશે; સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય એ છે કે વપરાશકર્તાને કેટલી શક્તિની જરૂર છે, અને ઇનપુટ એન્ડ પર કેટલી શક્તિ પૂરી પાડવામાં આવે છે.
રેખીય પાવર સપ્લાય સર્કિટનું યોજનાકીય આકૃતિ
લીનિયર પાવર ડિવાઇસીસ લીનિયર સ્થિતિમાં કામ કરે છે, જેમ કે આપણા સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર ચિપ્સ LM7805, LM317, SPX1117 અને તેથી વધુ. નીચે આપેલ આકૃતિ 1 એ LM7805 રેગ્યુલેટેડ પાવર સપ્લાય સર્કિટનું સ્કીમેટિક ડાયાગ્રામ છે.
આકૃતિ 1 રેખીય વીજ પુરવઠાનું યોજનાકીય આકૃતિ
આકૃતિ પરથી જોઈ શકાય છે કે રેખીય વીજ પુરવઠો સુધારણા, ફિલ્ટરિંગ, વોલ્ટેજ નિયમન અને ઉર્જા સંગ્રહ જેવા કાર્યાત્મક ઘટકોથી બનેલો છે. તે જ સમયે, સામાન્ય રેખીય વીજ પુરવઠો એક શ્રેણી વોલ્ટેજ નિયમન પાવર પુરવઠો છે, આઉટપુટ વર્તમાન ઇનપુટ વર્તમાન જેટલો છે, I1=I2+I3, I3 એ સંદર્ભ અંત છે, વર્તમાન ખૂબ નાનો છે, તેથી I1≈I3. આપણે વર્તમાન વિશે કેમ વાત કરવા માંગીએ છીએ, કારણ કે PCB ડિઝાઇન, દરેક લાઇનની પહોળાઈ રેન્ડમલી સેટ કરેલી નથી, તે યોજનામાં નોડ્સ વચ્ચેના વર્તમાનના કદ અનુસાર નક્કી કરવામાં આવે છે. બોર્ડને યોગ્ય બનાવવા માટે વર્તમાન કદ અને વર્તમાન પ્રવાહ સ્પષ્ટ હોવો જોઈએ.
લીનિયર પાવર સપ્લાય PCB ડાયાગ્રામ
PCB ડિઝાઇન કરતી વખતે, ઘટકોનું લેઆઉટ કોમ્પેક્ટ હોવું જોઈએ, બધા જોડાણો શક્ય તેટલા ટૂંકા હોવા જોઈએ, અને ઘટકો અને રેખાઓ યોજનાકીય ઘટકોના કાર્યાત્મક સંબંધ અનુસાર ગોઠવવી જોઈએ. આ પાવર સપ્લાય ડાયાગ્રામ પ્રથમ સુધારણા છે, અને પછી ફિલ્ટરિંગ, ફિલ્ટરિંગ એ વોલ્ટેજ નિયમન છે, વોલ્ટેજ નિયમન એ ઊર્જા સંગ્રહ કેપેસિટર છે, કેપેસિટરમાંથી નીચેના સર્કિટ વીજળીમાં વહેતા પછી.
આકૃતિ 2 ઉપરોક્ત યોજનાકીય આકૃતિનો PCB આકૃતિ છે, અને બંને આકૃતિઓ સમાન છે. ડાબી ચિત્ર અને જમણી ચિત્ર થોડી અલગ છે, ડાબી ચિત્રમાં પાવર સપ્લાય સુધારણા પછી સીધા વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર ચિપના ઇનપુટ ફૂટ પર છે, અને પછી વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર કેપેસિટર, જ્યાં કેપેસિટરની ફિલ્ટરિંગ અસર ઘણી ખરાબ છે, અને આઉટપુટ પણ સમસ્યારૂપ છે. જમણી બાજુનું ચિત્ર સારું છે. આપણે ફક્ત હકારાત્મક પાવર સપ્લાય 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 હોવી જોઈએ.
આકૃતિ 2 રેખીય પાવર સપ્લાયનું PCB ડાયાગ્રામ
લીનિયર પાવર સપ્લાય PCB ડિઝાઇન કરતી વખતે, આપણે લીનિયર પાવર સપ્લાયના પાવર રેગ્યુલેટર ચિપની ગરમીના વિસર્જનની સમસ્યા પર પણ ધ્યાન આપવું જોઈએ, ગરમી કેવી રીતે આવે છે, જો વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર ચિપનો આગળનો ભાગ 10V હોય, આઉટપુટ છેડો 5V હોય, અને આઉટપુટ કરંટ 500mA હોય, તો રેગ્યુલેટર ચિપ પર 5V વોલ્ટેજ ડ્રોપ હોય છે, અને ઉત્પન્ન થતી ગરમી 2.5W હોય છે; જો ઇનપુટ વોલ્ટેજ 15V હોય, તો વોલ્ટેજ ડ્રોપ 10V હોય, અને ઉત્પન્ન થતી ગરમી 5W હોય, તેથી, આપણે ગરમીના વિસર્જન શક્તિ અનુસાર પૂરતી ગરમીના વિસર્જનની જગ્યા અથવા વાજબી હીટ સિંક અલગ રાખવાની જરૂર છે. લીનિયર પાવર સપ્લાયનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે એવી પરિસ્થિતિઓમાં થાય છે જ્યાં દબાણ 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 એટલે સર્કિટનો ઉપયોગ કરીને હાઇ-સ્પીડ ઓન-ઓફ અને કટ-ઓફ માટે સ્વિચિંગ ટ્યુબને નિયંત્રિત કરવી, PWM વેવફોર્મ જનરેટ કરવું, ઇન્ડક્ટર અને સતત વર્તમાન ડાયોડ દ્વારા, વોલ્ટેજને નિયંત્રિત કરવાના માર્ગના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રૂપાંતરનો ઉપયોગ કરવો. સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, ઓછી ગરમી, આપણે 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 વ્યસ્ત પ્રમાણસર છે.
આકૃતિ 3 LM2575 સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાય સર્કિટનું યોજનાકીય આકૃતિ
સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયનો PCB ડાયાગ્રામ
સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયના PCB ડિઝાઇન કરતી વખતે, આ વાત પર ધ્યાન આપવું જરૂરી છે: ફીડબેક લાઇનના ઇનપુટ પોઈન્ટ અને સતત કરંટ ડાયોડ એ છે જેના માટે સતત કરંટ આપવામાં આવે છે. આકૃતિ 3 પરથી જોઈ શકાય છે કે, જ્યારે U1 ચાલુ થાય છે, ત્યારે કરંટ I2 ઇન્ડક્ટર L1 માં પ્રવેશ કરે છે. ઇન્ડક્ટરની લાક્ષણિકતા એ છે કે જ્યારે કરંટ ઇન્ડક્ટરમાંથી વહે છે, ત્યારે તે અચાનક ઉત્પન્ન થઈ શકતો નથી, અને તે અચાનક અદૃશ્ય થઈ શકતો નથી. ઇન્ડક્ટરમાં કરંટના ફેરફારની એક સમય પ્રક્રિયા હોય છે. ઇન્ડક્ટન્સમાંથી વહેતા સ્પંદિત કરંટ I2 ની ક્રિયા હેઠળ, કેટલીક વિદ્યુત ઉર્જા ચુંબકીય ઉર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે, અને કરંટ ધીમે ધીમે વધે છે, ચોક્કસ સમયે, કંટ્રોલ સર્કિટ U1 I2 ને બંધ કરે છે, ઇન્ડક્ટન્સની લાક્ષણિકતાઓને કારણે, કરંટ અચાનક અદૃશ્ય થઈ શકતો નથી, આ સમયે ડાયોડ કાર્ય કરે છે, તે કરંટ I2 ને કબજે કરે છે, તેથી તેને સતત કરંટ ડાયોડ કહેવામાં આવે છે, તે જોઈ શકાય છે કે સતત કરંટ ડાયોડનો ઉપયોગ ઇન્ડક્ટન્સ માટે થાય છે. સતત પ્રવાહ I3 C3 ના નકારાત્મક છેડાથી શરૂ થાય છે અને D1 અને L1 દ્વારા C3 ના પોઝિટિવ છેડામાં વહે છે, જે પંપની સમકક્ષ છે, ઇન્ડક્ટરની ઉર્જાનો ઉપયોગ કરીને કેપેસિટર C3 ના વોલ્ટેજને વધારે છે. વોલ્ટેજ શોધની ફીડબેક લાઇનના ઇનપુટ પોઇન્ટની સમસ્યા પણ છે, જેને ફિલ્ટર કર્યા પછી તે જગ્યાએ પાછું આપવું જોઈએ, નહીં તો આઉટપુટ વોલ્ટેજ રિપલ મોટી હશે. આ બે બિંદુઓને આપણા ઘણા PCB ડિઝાઇનરો દ્વારા ઘણીવાર અવગણવામાં આવે છે, તેઓ વિચારે છે કે ત્યાં સમાન નેટવર્ક સમાન નથી, હકીકતમાં, તે સ્થાન સમાન નથી, અને પ્રદર્શન અસર મહાન છે. આકૃતિ 4 એ LM2575 સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયનો PCB ડાયાગ્રામ છે. ચાલો જોઈએ કે ખોટા ડાયાગ્રામમાં શું ખોટું છે.
આકૃતિ 4 LM2575 સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયનું PCB ડાયાગ્રામ
આપણે યોજનાકીય સિદ્ધાંત વિશે વિગતવાર કેમ વાત કરવા માંગીએ છીએ, કારણ કે યોજનાકીયમાં ઘણી બધી PCB માહિતી હોય છે, જેમ કે ઘટક પિનનો એક્સેસ પોઈન્ટ, નોડ નેટવર્કનું વર્તમાન કદ, વગેરે, યોજનાકીય જુઓ, PCB ડિઝાઇન કોઈ સમસ્યા નથી. LM7805 અને LM2575 સર્કિટ અનુક્રમે રેખીય પાવર સપ્લાય અને સ્વિચિંગ પાવર સપ્લાયના લાક્ષણિક લેઆઉટ સર્કિટનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. PCBS બનાવતી વખતે, આ બે PCB ડાયાગ્રામનું લેઆઉટ અને વાયરિંગ સીધા 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 કાર્ય કરે છે તે જ છે, અને દરેક ઇલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદન પાવર સપ્લાય અને તેના સર્કિટથી અવિભાજ્ય છે, તેથી, બે સર્કિટ શીખો, બીજાને પણ સમજાય છે.
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-૦૮-૨૦૨૩
