低語(yǔ)音穩壓器PCB

2021-04-14

低語(yǔ)音穩壓器PCB

什么是穩壓器？

穩壓器是電子設備的電源單元，可將輸入的電源轉換為所需的形式和電流特性。它是電源單元的一部分，可在所有操作環(huán)境下保持連續的作用力。它通過(guò)電壓調節和負載變化來(lái)保持電壓，從而可以控制交流和直流電壓。它是一種將電源電壓保持在合理范圍內的電子系統。但是，需要將電壓保持在使用該電流的電器的可接受范圍內。簡(jiǎn)而言之，調壓器是將高壓電流轉換成低壓的電氣系統。在電路設計領(lǐng)域，選擇合適的電源是最重要的選擇之一。 

該設備具體做什么？

顧名思義，穩壓器采用可變或不穩定的輸入電壓，并將其轉換為與電子電路的電壓和電流需求相匹配的更高或更低的恒定輸出。隨著(zhù)輸入電壓或負載條件的變化，穩壓器電路用于生成并保持恒定的輸出電壓。調壓器從電源接收電力并將其調節到與現有電子設備兼容的距離。既需要電壓又需要電壓的傳感器，運算放大器和其他電子模塊都可以通過(guò)正負電壓調節器供電。在這些穩壓器的功率輸出級上，有三個(gè)晶體管-兩個(gè)以達林頓布置，一個(gè)作為限流單元。通常在插入交流面板插座但只需要少量DC電壓的計算機和其他電子設備中就可以找到它。此類(lèi)產(chǎn)品還包括用于電壓控制或電源的物品，例如手機和筆記本電腦的充電器。有些調節器不調節設備的電壓；相反，它們保留恒定的輸出值。如今，當電力變得更加昂貴和稀有時(shí)，需要以較低的水平來(lái)利用它。為此，專(zhuān)家介紹了使用性能更好，耗電量更少的電器。直流逆變器就是一個(gè)例子。最常見(jiàn)的線(xiàn)性設備很容易使原點(diǎn)離開(kāi)所需的大小，并隨熱量散發(fā)其余部分，而其他設備（如開(kāi)關(guān)形式）最有效。因此，快速打開(kāi)和關(guān)閉電壓輸入會(huì )創(chuàng )建一個(gè)估計的電壓輸出。它具有固定或可調的選項。如果電壓固定，則設置設備的內部電壓，然后為所需的輸出電壓購買(mǎi)相同的部件號。如果調節器可調，電壓通常由一個(gè)由兩個(gè)電阻組成的分壓器設定。這允許一定的多功能性，但要付出額外零件的代價(jià)。穩壓器可提供的最大電流很小，通常由內部功率晶體管的載流能力決定。如果調節器可調，電壓通常由一個(gè)由兩個(gè)電阻組成的分壓器設定。這允許一定的多功能性，但要付出額外零件的代價(jià)。穩壓器可提供的最大電流很小，通常由內部功率晶體管的載流能力決定。如果調節器可調，電壓通常由一個(gè)由兩個(gè)電阻組成的分壓器設定。這具有一定的通用性，但要付出額外零件的代價(jià)。穩壓器可提供的最大電流很小，通常由內部功率晶體管的載流能力決定。

根據變化的頻率，一個(gè)電源可能會(huì )產(chǎn)生寬范圍的電壓。

其他特性：

?能夠處理大電壓尖峰

?反極性保護

?消除不必要的信號噪聲

例如，汽車(chē)交流發(fā)電機將RPM變化的機械旋轉能量轉換為交流電，以用于電氣系統和為汽車(chē)電池充電。

大多數交流發(fā)電機采用內置的AC到DC整流器和堅固的穩壓器，能夠在100A的電流下提供13.5至14.5 VDC的電壓。

電氣系統中的每個(gè)設備都可以根據其特定需求配備其穩壓器。照明和配件的常見(jiàn)電壓為12VDC，傳感器和管理模塊的常見(jiàn)電壓為5VDC。

線(xiàn)性穩壓器

有時(shí)，提供給電子設備的電壓高于系統功能所需的電壓。在這種情況下，我們必須使用允許較高電壓并產(chǎn)生較低電壓的功能來(lái)控制輸入功率。在這種情況下，線(xiàn)性穩壓器是完成這種形式的調節的最常見(jiàn)方法之一。線(xiàn)性穩壓器使用由差分電子設備電路的反饋和參考電壓控制的電子晶體管來(lái)調節輸出電壓。它們可能具有固定或可調輸出。輸出電流由輸入電流減去電路工作損耗決定。有源調節系統用于線(xiàn)性穩壓器中，該穩壓器由高增益晶體管驅動(dòng)。通過(guò)比較與采樣的輸出電壓相關(guān)的內部電壓，然后將誤差驅動(dòng)為零，線(xiàn)性穩壓器改變了通過(guò)控制，以維持穩定的輸出電壓。由于線(xiàn)性穩壓器是降壓電路，因此它們的輸出電壓通常低于輸入電壓。另一方面，這些穩壓器具有一些優(yōu)勢，它們通常易于構建，穩定，可盈利且具有輸出電壓波，并且不具有噪聲。要發(fā)揮作用，線(xiàn)性穩壓器僅需要輸入和輸出穩壓器。工程師會(huì )因為它們的簡(jiǎn)單性和準確性而感到方便和易于使用。另一方面，這些穩壓器具有一些優(yōu)勢，它們通常易于構建，穩定，可盈利且具有輸出電壓波，并且不具有噪聲。要發(fā)揮作用，線(xiàn)性穩壓器僅需要輸入和輸出穩壓器。工程師會(huì )因為它們的簡(jiǎn)單性和準確性而感到方便和易于使用。另一方面，這些穩壓器具有一些優(yōu)勢，它們通常易于構建，穩定，可盈利且具有輸出電壓波，并且不具有噪聲。要發(fā)揮作用，線(xiàn)性穩壓器僅需要輸入和輸出穩壓器。工程師會(huì )因為它們的簡(jiǎn)單性和準確性而感到方便和易于使用。 

線(xiàn)性穩壓器易于添加，響應時(shí)間短，但效率不高。線(xiàn)性穩壓器的輸出始終低于輸入和壓差。如果輸入電壓過(guò)低，則開(kāi)關(guān)穩壓器會(huì )非常有效，但如前所述可能很難設計。線(xiàn)性穩壓器有一個(gè)很大的缺點(diǎn)，即在某些應用中效率低下。調節器內的晶體管連接在輸出端口之間，充當可調節的循環(huán)電阻，當輸入至輸出電壓差與高負載電流耦合時(shí)，會(huì )導致大量功耗。在線(xiàn)性穩壓器電路中，熱因素而非純粹的電氣因素可能是最可能的故障模式。 

開(kāi)關(guān)穩壓器

 開(kāi)關(guān)穩壓器是一種使用電源按鈕，電路和電容器將能量從輸入傳遞到輸出的電路。它通過(guò)短暫存儲功率將一個(gè)電壓轉換為另一電壓，然后以不同的電壓將其釋放到輸出。它使用控制器快速將電源電壓的正或負分量與轉換器電路的其余部分斷開(kāi)或斷開(kāi)，以產(chǎn)生所需的電壓和電流變化。DC到DC轉換器也稱(chēng)為開(kāi)關(guān)模式電源開(kāi)關(guān)調節器和開(kāi)關(guān)轉換器。為了將一個(gè)電壓轉換為另一個(gè)電壓，該開(kāi)關(guān)可防止電流流向諸如電容器或電感器之類(lèi)的功率存儲設備。開(kāi)關(guān)穩壓器的工作原理是將少量能量從輸入電壓源逐漸轉移到輸出端。由于以相同的方式移動(dòng)能量部分所需的功率損耗非常小，因此開(kāi)關(guān)穩壓器通?？蓪?shí)現85％的效率。它們可以從較高的電壓源為有用的負載供電，因為它們的性能對輸入電壓的依賴(lài)性較小。它用于手機，筆記本電腦，計算機，機器人，視頻游戲和相機。由于開(kāi)關(guān)穩壓器很難構建，因此在集電極之間并不是很常見(jiàn)。另一方面，開(kāi)關(guān)穩壓器比線(xiàn)性穩壓器更易于使用，因為它們具有與線(xiàn)性穩壓器相同的3引腳外形尺寸，但不需要任何外部電容器。它們可以從較高的電壓源為有用的負載供電，因為它們的性能對輸入電壓的依賴(lài)性較小。它用于手機，筆記本電腦，計算機，機器人，視頻游戲和相機。由于開(kāi)關(guān)穩壓器很難構建，因此在集電極之間并不是很常見(jiàn)。另一方面，開(kāi)關(guān)穩壓器比線(xiàn)性穩壓器更易于使用，因為它們具有與線(xiàn)性穩壓器相同的3引腳外形尺寸，但不需要任何外部電容器。它們可以從較高的電壓源為有用的負載供電，因為它們的性能對輸入電壓的依賴(lài)性較小。它用于手機，筆記本電腦，計算機，機器人，視頻游戲和相機。由于開(kāi)關(guān)穩壓器很難構建，因此在集電極之間并不是很常見(jiàn)。另一方面，開(kāi)關(guān)穩壓器比線(xiàn)性穩壓器更易于使用，因為它們具有與線(xiàn)性穩壓器相同的3引腳外形尺寸，但不需要任何外部電容器。 

反饋回路

在系統理論中，反饋回路是一個(gè)概念。反饋循環(huán)將系統的成功和失敗通知實(shí)體。如果反饋為負，則經(jīng)理可以通過(guò)檢查反饋循環(huán)來(lái)加強與性能相關(guān)的輸入或吞吐量，或者解決問(wèn)題。從輸出到控制器有助于確定開(kāi)關(guān)速率?；鹃_(kāi)關(guān)轉換器中的電感器，電容器和二極管的布置確定輸出電壓是增大還是減小。降壓轉換器降低電壓，升壓轉換器提高電壓。 

降壓-升壓轉換器

降壓-升壓轉換器用于增加或減小電壓，但是會(huì )反轉極性。如您所料，降壓-升壓轉換器將從高于或低于輸出電壓的輸入電壓提供固定的輸出電壓。該穩壓器在輸入電壓隨時(shí)間下降的電池供電設備中特別有用。在最簡(jiǎn)單的拓撲結構中，降壓轉換器電路之后是升壓轉換器電路。由于兩個(gè)電感器是按順序連接的，因此可以將它們連接在一起以制成一個(gè)電感器。 

反激式變壓器

反激變壓器是一種能量轉換系統，它以連續電流將能量從電路的一部分轉移到另一部分。根據應用的不同，電壓會(huì )在反激式變壓器中升高到很高的值。盡管輸出線(xiàn)電壓被饋送到電路的另一部分，但它也被稱(chēng)為線(xiàn)輸出變壓器。通過(guò)塌陷與某些車(chē)輛中的點(diǎn)火系統非常相似的通電線(xiàn)圈磁場(chǎng)，將電壓提高到極高的水平，但電流卻非常低。 

如何設計低噪聲PCB穩壓器？

穩壓器通常用于PCB上受控電源的設計中。盡管即使不遵循某些標準程序，穩壓器也可以運行，但如果被迫達到其容量，穩壓器的性能可能會(huì )不佳。以下是設計低噪聲PCB穩壓器的一些技巧，每個(gè)人都應遵循此技巧來(lái)構建完美的設計：

選擇最佳的穩壓器：

首先，如果您確定了電路的大電流入口，則需要找到可以處理該電路的穩壓器。另一方面，穩壓器仍應留有一定的誤差空間，以使電路中的任何調整都不會(huì )影響所選的穩壓器。例如，如果預期負載將利用1.5A，則2A穩壓器可提供安全屏障。

功率預算估算：

為設計選擇穩壓器時(shí)，可以測量每個(gè)初級和次級部件可能需要的最大功率。這很重要，因為它將最終影響穩壓器的選擇決策。換句話(huà)說(shuō)，您不想以一條不適合您的褲子作為結局。 

阻抗極?。?span>

您可以將穩壓器及其相關(guān)部件鏈接到低阻抗走線(xiàn)，以提高受控電源設計的效率。這包括將材料放置在調壓器附近，并使用它們來(lái)減小層間阻抗。

多種連接器：

穩壓器的輸出可以通過(guò)使用各種連接器來(lái)穩定。盡管使用開(kāi)關(guān)穩壓器，但在使用線(xiàn)性穩壓器時(shí)仍需要一個(gè)。由于接口電壓已傳遞至顯示器，因此開(kāi)關(guān)穩壓器會(huì )在通斷狀態(tài)之間進(jìn)行替換。 

散熱：

同樣，開(kāi)關(guān)穩壓器在大負載下運行時(shí)也會(huì )發(fā)熱?？梢允褂脭祿淼臏囟认禂祦?lái)測量溫度升高。您將需要限制設計中的散熱。這可以通過(guò)物理散熱器或將PCB變成一體來(lái)實(shí)現?？梢允褂脽岫葋?lái)防止熱量在穩壓器附近積聚。您應該永遠記住，如果您僅對DC到DC過(guò)渡感興趣，那么將接地作為一個(gè)平面是非常合適的。但是，如果您正在談?wù)摻涣鞯街绷鞯膫鬏?，則接地應該是重中之重。模擬和數字地必須分開(kāi)，并且在PCB設計中必須提供跳線(xiàn)以根據需要連接地。先進(jìn)的PCB設計軟件可指導受控電源的正確設計。節奏 

在弄清楚了電壓轉換器的熱控制之后，其余的設計將使您的手變得骯臟。首先，請確保電源電路的位置遠離敏感組件。如果使用開(kāi)關(guān)模式調節器，則有可能將開(kāi)關(guān)噪聲耦合到其他走線(xiàn)中。您需要確保將調節器連接到控制設備的走線(xiàn)足夠大，以免在高電流負載設計中出現熱點(diǎn)。