PCB bu SMPS'de neden bu kadar büyük?


13

Doğrusal bir regülatörde ısı yayılımı ile ilgili bir yazıda, bir cevap bu güzel küçük pin eşdeğeri smp'leri sağlamıştır. Harika bir cevaptı ve muhtemelen birkaç tane kendim sipariş edeceğim.

SMPS

Merak ediyorum, neden bu kadar boş yer var? Belki de bir zemin hariç ekstra katmanlara ihtiyaç duymuyor gibi görünüyor ve çok daha kompakt olabileceği anlaşılıyor.

Görünüşünden belli olmayan bir şey var mı?

edit : açık olmak gerekirse, ben bağlantılı yazı için OP değildi. Sadece bu takip sorusu için ödünç alıyorum.

Yanıtlar:


24

Arka taraftaki tüm bu bakır (üç resminizin en solu), anahtarlama IC'si için bir soğutucu görevi görüyor.

Bu tür IC için veri sayfalarını okursanız, yeterli ısı yayılımı sağlamak için genellikle toprak (veya muhtemelen giriş voltajı) pimine bağlanacak belirli bir bakır alanı belirtirler.


Kolaydı teşekkürler. Onları daha önce kullanmadım, ama ne kadar verimli olduklarını duyuyorsun, oldukça serin kalacağını düşündüm. Bu yüzden yanlışlıkla ısıyı dışlamıştım.
Blair Fonville

11
Doğrusal bir regülatörden çok daha verimlidirler, ancak 5 W'nin% 10'u (bu parçanın maksimum çıkışı) hala 500 mW'dir ve bu konuda bir şey yapmazsanız küçük bir çipi ısıtmak için yeterlidir. o.
Foton

2
Söylendiği gibi, 500mW fazla değildir, ancak küçük hacim göz önüne alındığında, termal direnç (artan derece / watt) oldukça yüksek olacaktır. Tipik delikten direncin bir wattın 1 / 8'i için derecelendirildiği ve yarım watt'lık bir direncin gerçekten de "büyük" olduğu bir referans olabilir.
Andrés

14

Switcher'lara yeni geldiğiniz için, size birkaç bilgi vereceğim. İlk olarak, ne yaptığınızı bilmiyorsanız bir tane tasarlamayın. Kara büyü değil, ama karışıklık yaparsanız geniş bantlı bir RF gürültü üreteci yapmak kolaydır. Bunun yerine DigiKey'e gidelim, tıklayın ...

Ürün İndeksi> Güç Kaynakları - Kart Montajı> DC DC Dönüştürücüler

Stokta var: 6,573

Oha! Evet, oldukça popülerler. Hazır bir switcher satın almak tasarım zamanından tasarruf sağlar, ayrıca çalışacağından makul bir şekilde emin olabilirsiniz. Sabit çıkışlı olanlar veya ayarlanabilir olanlar vardır (sadece geri besleme dirençlerini ekleyin).

Örneğin: bu istediğini yapar ve ucuz!

5V'nizden biraz 3.3V ister misiniz? Şuna bir bak .

resim açıklamasını buraya girin

Oldukça yüksek teknoloji, 2 kapak var, siyah şey dönüştürücü çip ve Murata yaptığımdan beri, her şey hem indüktör, PCB hem de montaj tabanı olarak çalışan çok katmanlı bir ferrit üzerinde oturuyor. Her şey 3,5 mm x 3,5 mm sürer.

Şimdi, LM2596'dan etkilendiniz gibi görünüyor, bunu kontrol edelim:

  • Yaklaşık 20 yaşında. Bugün oldukça düşük (150 kHz) olarak kabul edilecek bir frekansta değişir, bu nedenle daha yüksek endüktans ve kapasitör değerleri gerektirecektir, bu nedenle tüm çözüm boyutu hantal olacaktır.
  • Ayrıca daha modern bir NMOS yerine bir NPN bipolar anahtarı kullanır, bu yüzden daha az verimli olacak ve giriş voltajının birkaç volt ile çıkış voltajından daha yüksek olması gerekecektir.
  • Eşzamanlı değildir (alt anahtar bir diyottur ve başka bir NMOS değildir), bu nedenle diyot tüm dönemin önemli bir bölümünü ilettiğinde, düşük çıkış voltajlarındaki verimlilik, senkron tasarımdan daha düşük olacaktır. Ayrıca ... kartınıza bir güç diyotu eklemeniz, soğutmanız vb.

LM2596 ve daha modern yongalar arasındaki çözüm boyutunu (yaklaşık aynı akım için) karşılaştırın. Yüksek frekans gerçekten bu indüktörleri ve başlıkları daraltır!

resim açıklamasını buraya girin

Şimdi, LM2596'nın saçma olduğunu söylediğimi lütfen düşünme. Eski bir tasarım ama kanıtlanmış, sağlam ve işe yarıyor. Hala tonlarca satıyorlar. Ancak, ek bir verimliliğin güzel olduğu taşınabilir / pille çalışan şeylerde kullanmayın.

Ayrıca, bu tür cheapo modüllerini pire'den satın alırsanız, tüm özellikleri 2 veya 3'e bölün. Sağdaki modülde bulunan elektrolitik kapakların 105 ° C, uzun ömürlü, düşük ESR, yüksek kaliteli olanlar değil, alabilecekleri en ucuz saçmalık.

Şimdi, gönderdiğiniz EzSBC olanı. Bunu almam. İlk olarak, düzen kötü. Kapakların zemine bak. Ya da daha doğrusu, orada olması gereken, ancak orada olmayan yollar. İyi bir düzene kıyasla, çıktıda ekstra HF gürültüsü bekleyebilirsiniz. Bu, tasarımcının değiştiricilere gerçekten aşina olmadığını, yan bir iş gibi bir şey olduğunu düşündürüyor.

Ayrıca, ne yaptığımı bildiği varsayılan saygın bir şirketten gelen, gönderdiğimden 2 kat daha pahalıdır. Murata Power Solutions veya Farnell / Mouser'daki Traco Power modülleri gibi erkeklere göz atın.

Temel olarak, en sevdiğiniz çevrimiçi satıcınızdaki "kart montajlı DC-DC dönüştürücüler" i kontrol edin ...


6
Tüm iyi puanlar, ancak OP'nin bir TO-220 için hemen bir yedek değiştirme ihtiyacına biraz teğet. Ayrıca, EzSBC'ye yönelik eleştirinizin tamamen haklı olduğunu düşünmüyorum. Tam olarak doğrudan arka taraftaki toprak dökülmesine bağlı tam 5 vias vardır. Bileşen tarafındaki dökümler giriş ve çıkış raylarıdır. En uzun toprak bağlantısı, giriş ayırma kapağı için olanıdır. Çip, mevcut en iyi hava akışına ulaşmak için panonun üzerine yerleştirilir. Her şey göz önüne alındığında, kötü bir düzen değil.
Dave Tweed

6

gözlük:

  • 3 terminalli LM7805'in veya eşdeğer doğrusal voltaj regülatörünün yedek değişimi.
  • Garantili 1A çıkış akımı
  • 4,5V - 17V arası geniş giriş voltajı aralığı
  • 1mA'dan büyük yükler için% 70'den yüksek yüksek verim, 300mA yük akımında% 90'a ulaşan pik verim.
  • Termal kapatma ve akım sınırı koruması

Bu nedenle, 5V çıkışta veya 1.5W'da sadece 300mA kullanılıyorsa, sadece% 10 kayıp veya 150mW tüketmelidir. Ama 1A veya 5W ve spec kullanmak% 70 ve% 90 arasında bir yerde ise kayıplar% 20 + / - olabilir? veya 1W +/-? küçük bir soğutucuya veya şasiye kısa devre yapmamak için termal bantla nasıl ısıtılacağını düşünmelisiniz.

Ancak, 12V'dan 5V'a 7V giriş voltajı düşüşüne sahip 7805 lineer regülatörü düşünün, 1A'da yük 5W'dir, ancak regülatör kaybı 7W'dir! , yani bu çok daha verimlidir.

Uygulamanıza bağlı Yani, bir 3M termal iletken bandı demek sıkmak temas basıncı sağlayacak iletken olmayan klipsli bir soğutucu gerekir OLABİLİR için bazı spec.on veri sayfası.

ama sonra tekrar ucuzlar, bu yüzden 1W 90'C = Tjcn'de bu bakır alanı için çalışırsa, (deneyime dayalı varsayım) parmağınızı yakabilir ve uzun sürmeyebilir, ama ucuz olduklarını söylemiş miydim?


Şu anda bunlardan birkaçını satın almak için dolaşıyordum ve bununla karşılaştım: LM2596. Bu çılgınca. 3 Amper, doğrusal bir regülatörün boyutu, ayarlanabilir, büyük giriş aralığı ve maksimum çalışma sıcaklığı 125'C'dir. İzin verildiğinde oldukça hızlı bir breadboard ile eriyecek, ancak çok yönlü. Hatta bir güç düğmesi var! ti.com/lit/ds/symlink/lm2596.pdf
Blair Fonville

TO-220 için aktif alan anahtarı boyutunda büyük bir fark ve güç derecesi, Pd ve karşılıklı RdsOn direnci daha yüksek akıma izin verir. Ancak lehim bir tahtayı eritmezse, 125'C de olmayacak, ancak Arrhenius Yasası 10 ~ 12'C'de yaşlanma hızını 2x hızlandıracak, ancak oda sıcaklığının üzerinde yükselebilir, ancak 25W'de% 20 kayıp olursa muhtemelen parmağınızı yakabilir
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

iyi bilgi. Teşekkürler. Sadece açık olmak gerekirse, basılı bir tahtayı değil, bir breadboard'u eriteceğini söyledim.
Blair Fonville

muhtemelen değil, breadboard, kontaklar plastikten yüzdüğü ve BB kontakları uçlardan çok fazla ısı almaz. Ama sonra yine her şey mümkün. Polistiren 180'C'de oldukça düşük erir
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.